串联式混合动力客车能量管理控制策略与建模仿真研究

摘要

混合动力汽车作为一种新型的交通工具,融合了纯电动汽车高效率、低排放和传统汽车动力性强、续航里程长的优点,已成为当前解决能源紧缺问题和环境污染问题的最具市场前景的车型之一,能量管理控制策略是混合动力汽车的核心,是混合动力汽车节能减排的关键。本文以基于传统燃油客车宇通ZK6126改装的串联式混合动力客车ZK6126HEV为研究对象,结合国内外混合动力汽车的发展现状,对串联式混合动力客车ZK6126HEV的能量管理控制策略进行设计,并对其进行建模和仿真研究。
　　 本文针对中国典型城市公交循环工况的特点,确定了串联式混合动力客车的动力性能指标要求,对其动力传动系统的主要部件进行型式分析以及参数的设计与匹配,在达到车辆动力性要求的前提下,保证各部件在大多数时间内运行在最佳工作状态下,并具有良好的经济性能。
　　 本文分析了串联式混合动力客车的能量流动模式,确定了能量管理控制策略的控制目标,在分析两种典型的能量控制策略的控制方法及优缺点的基础上提出了新的能量管理控制策略——复合型能量管理控制策略,以充分利用两种典型能量管理控制策略的优势,从而提高系统的整体效率。在MATLAB/Simulink/Stateflow的环境下,运用有限状态机理论,对其进行建模,并将模型导入到高级车辆仿真软件ADVISOR2002中。根据动力传动系统主要部件参数匹配的结果,在ADVISOR2002原有车辆部件数据模型的基础上,建立新的部件数据模型的m文件,在中国典型城市公交循环工况下,对串联式混合动力客车ZK6216HEV的动力性和经济性进行仿真,并对仿真结果进行分析。结果表明,本文设计的串联式混合动力客车ZK6126HEV动力性较好的满足了设计要求,燃油经济性得到了提高,本文提出的复合型控制策略使电池SOC的波动速度较开关型控制策略减慢了85%,较功率跟随型控制策略减慢了63%,更好得维持了电池电量的平衡,提高了能源的利用效率。
　　 本文的研究为串联式混合动力城市客车的开发提供了理论指导。