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混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能與控制

包括柴油機(jī)在內(nèi)的所有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)中，提高燃料效率和減少排放是兩項(xiàng)首要任務(wù)。開(kāi)發(fā)了混合動(dòng)力系統(tǒng)，其控制策略的約束條件為：①最大限度地降低油耗，同時(shí)滿(mǎn)足低排放的要求；②保持或提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率；③防止儲(chǔ)能裝置能量過(guò)多消耗，保持電池SOC在可接受范圍內(nèi)。

研究了帶有集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)（ISG）的輕度混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV），使用平行輔助控制策略并在Simulink中進(jìn)行模擬試驗(yàn)，結(jié)果表明，HEV可以降低燃油消耗。研究豐田插電式混合動(dòng)力汽車(chē)所使用的兩種控制算法：隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃和等效最小消耗策略，在開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)能量管理策略時(shí)使用最優(yōu)魯棒控制。其主要思想是當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行的方向與所施加的力或力矩的方向相反時(shí)就可以進(jìn)行能量的再回收，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中以備后續(xù)使用。實(shí)時(shí)控制的難點(diǎn)是,在不耗盡儲(chǔ)能裝置內(nèi)能量和發(fā)動(dòng)機(jī)不失速情況下，如何平衡來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備的電力需求。開(kāi)發(fā)了一種基于控制算法的策略，可以根據(jù)工作循環(huán)的不同而相應(yīng)地做出調(diào)整。

對(duì)使用嵌入式控制的混合動(dòng)力系統(tǒng)與傳統(tǒng)的小型發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)油方面進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，混合動(dòng)力系統(tǒng)可維持機(jī)器效率在可接受的范圍內(nèi)，7L發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)在模擬循環(huán)周期內(nèi)燃料消耗相比原型機(jī)減少20%～27%；9L發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)在模擬周期內(nèi)燃料消耗相比原型機(jī)減少6%～7%。

Mohamed H. Zaher et al. SAE 2013-01-2395.

編譯：張冬冬