設計一款增程式電動汽車能量管理控制器,可實現(xiàn)CO 2排放量最小化,同時實現(xiàn)最優(yōu)的NVH特性,降低増程器運行對駕駛員及乘員帶來的不舒適影響。
首先制定一種整車的能量管理控制策略,保證CO 2排放量最小化。通過對全局優(yōu)化算法仿真結果分析,動力電池恒放電速率的控制策略是實現(xiàn)CO 2排放最小化的最佳方法,但這需要真正了解發(fā)動機的排放曲線。為此,提出一種電動模式和充電模式相結合的控制策略,以實現(xiàn)與參考控制策略結果相近的效果。所提出的控制策略分為EV模式和Series模式。模式切換依賴于車輛功率需求、車速、車輛加速度和電池SOC。當SOC在設定范圍內時,車輛在EV模式下運行,但當車速大于50km/h或需求功率大于20kW或加速度大于0.05m/s 2時,切換至Series模式。當SOC低于預定值時,進入Series模式。這種算法對發(fā)動機平均效率不會產生較大影響,因此該方法可實現(xiàn)與參考控制策略等效的最優(yōu)CO 2排放水平。如果再考慮動力電池再充電過程造成的CO 2排放,則整體CO 2水平會有所增高,但不會超過傳統(tǒng)車輛水平。
在此基礎上,將NVH特性作為新的限制條件,以進一步優(yōu)化増程器排放噪聲,使其低于車輛滾動噪聲。提前檢測増程器發(fā)動機的工作點,通過約束條件限制影響發(fā)動機排放噪聲的參數(shù),使排放噪聲低于車輛滾動噪聲。由于加入NVH約束條件對控制策略產生影響,因此通過NVH約束的靈敏度分析可進一步降低輪胎產生的滾動噪聲。由于約束條件不會對増程式電動汽車模式切換判定條件和參數(shù)產生影響,所以不影響模式切換。
仿真結果表明,所建立的控制策略能夠實現(xiàn)最小的CO 2排放水平,且NVH約束條件能夠很大程度上改善増程器NVH特性,尤其在城市工況,而NVH約束條件不會對發(fā)動機的CO 2排放產生顯著影響。
刊名:Journal of Automobile Engineering(英)
刊期:2013年第227卷
作者:Federico Millo
編譯:謝秀磊