《插电式混合动力电动汽车能量管理及EMB容错控制策略开发与应用》

“插电式混合动力电动汽车能量管理及EMB容错控制策略研究与应用”是山东省重点研发计划项目,从2015年10月开始,德州学院汽车工程学院成立项目研究组投入科研力量在消化吸收国内外先进技术的基础上,针对离线的优化结果与在线的工况融合问题,研究工况预测与自适应满意优化方法相结合的PHEV能量在线实时优化管理方法;达到车辆行驶过程中,电池和发动机能量全程最优分配目标;针对制动力矩可控性差的问题,构造具有冗余结构和主动容错控制的全新的电子机械制动系统,在保证车辆制动安全性的同时提高可控性;在此前提下,提出一种基于数据驱动的制动控制方法,实现再生制动能量回收最大化目标。结合样车运行试验和虚拟仿真研究,改进和优化控制方法。发表多篇研究论文,申请相关技术专利多项,为插电式混合动力电动汽车能量管理先进性的提高奠定了基础。

PHEV的显著特点是:里程短时可采用纯电动模式,里程长时可采用混合动力模式;介于纯电动和常规混合动力车之间,发动机比常规混合动力车小,电池组比常规混合动力车大。其优点主要体现在:能够实现能源多样化,降低车辆对石油资源的依赖;可降低二氧化碳和有害物的排放、降低噪音污染;可以利用家庭用电对车载动力电池充电,减少加油次数;夜间充电有利于电网的峰谷平衡、改善电网负荷,从而降低用以维持电网低负荷运转的调峰费用;电价相对低廉,车辆使用成本降低。

PHEV概念的提出对动力总成各部件和整车能量管理策略提出了更高的要求,国内外对PHEV的研发尚处于初步阶段。节能降排效果突出,可以降低汽车工业对石油能源的依赖,这对保证国家经济安全和能源安全都具有十分重要的意义。而能量管理策略作为PHEV的核心技术,对其开展系统深入研究的意义不言而喻。

该项目不但为研制高性能的PHEV提供科学方法和技术基础,也为PHEV的能量控制提供新的方法和思路,有助于提高车辆能源经济性,是一个与国民经济密切相关的十分必要和紧迫的研究课题。为应对石油危机,减少CO2等废气排放,寻找排放较小或零排放的新能源来驱动汽车已迫在眉睫。作为从传统汽车向电动汽车的过渡,混合动力汽车(HEV)得到了很大发展。HEV电池容量较小,不能用纯电动模式行驶较长距离,这就限制了它在降能减排方面的作用。

PHEV与HEV相比,PHEV大幅度增加了电池容量,并由外部电网对车载动力电池充电,可在纯电动模式下较长距离行驶,大大减少燃油的使用,降低排放。它具有再生制动功能,其驱动电机在制动期间工作于发电状态,回收制动能量并存储到能量存储单元。通过该项目的研究申请了一批国家专利,打造了相关核心技术,与合作企业共同推进前PHEV能量管理的关键技术的推广应用,项目实施对中国节能减排政策和可持续发展战略的实施有着重要意义和广泛应用前景。

山东省有多个电动汽车生产厂家,该项目开发的插电式PHEV能量管理及制动电机容错控制策略,可有效提高能量利用率,增加车辆续驶里程,因此具有良好的产业化前景。

成果说明

提出基于工况识别器与满意优化的PHEV能量在线实时优化控制方法。因能量优化过程需要预先知道全程的工况信息,目前对PHEV能量全局优化方法都是离线进行的。本项目根据车辆现行工况参数与其未来工况关联的特点,利用从美国环保局获得的乘用车19种类型行驶工况分类标准,建立实时监控数据与工况类型之间的模糊相似测度,在此基础上构建数据驱动分辨率模糊聚类工况识别器,并与在线满意优化算法结合,实现PHEV的能量在线实时优化管理控制。使得PHEV在整个行驶过程中能量得到最优匹配。提出了基于六相8极永磁无刷直流电机的EMB系统

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