论文部分内容阅读
随着环境污染、能源紧缺等问题日益严重,各国的汽车排放法规也日趋严格。混合动力汽车作为传统燃油车和纯电动车之间的过渡产物,其具有两者不同的优点,在降低油耗和排放方面有很大的潜力。48V混合动力系统是在传统12V汽车电气系统的基础上,增加了48V电池和电机,相对高电压版混动系统成本低、结构简单、匹配容易,且较12V启停系统更加节能,在全面普及混合动力和纯电动技术之前应用前景广阔。整车控制器是协调整车动力系统各部件工作的核心单元,其控制策略的优劣对整车的动力性、燃油经济性影响很大。因此以集成ISG(Integrated Starter Generator,起动发电一体化电机)的48V混合动力汽车为研究对象,对整车能量管理控制策略进行设计和优化。论文首先介绍了不同布局的48V混合动力汽车构型方案,对各个构型方案的可行性、可实现功能以及优缺点进行分析。考虑较大程度的减少燃油消耗,选择了一种集成ISG的48V混合动力系统方案进行研究,以某传统轿车为参考原型,对各部件进行选型和参数匹配。其次,对该构型车辆的运行模式和功率流进行详细阐述和分析。以提高燃油经济性为目的,制定了基于逻辑门限值的整车能量管理控制策略。建立前向式整车仿真模型,并搭建了整车控制策略模型与整车模型进行联合仿真,仿真结果表明,制定的控制策略能得到合理的转矩分配以及较好的速度跟随效果,并初步得到整车等效燃油消耗和排放值,其中等效百公里油耗相比原型车降低了12.3%。最后,采用了多目标优化方法对整车经济性和排放性能进行综合优化。将整个循环工况的电耗折算为油耗再计算等效燃油消耗,以等效燃油消耗和排放物为优化目标,应用NSGA-Ⅱ算法对主传动比和控制策略中电池相关的5个控制参数进行优化。结果表明,在NEDC循环工况下,优化后的等效百公里油耗与优化前相比降低6.5%,排放中CO、HC、NO_x分别降低了11%、9.3%、10%。验证了本文的多目标优化设计方案对48V混合动力汽车的燃油经济性和排放性具有明显的改善效果。