基于NVH的增程式電動(dòng)汽車最優(yōu)能量管理控制策略

設(shè)計(jì)一款增程式電動(dòng)汽車能量管理控制器，可實(shí)現(xiàn)CO 2排放量最小化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的NVH特性，降低増程器運(yùn)行對(duì)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(duì)全局優(yōu)化算法仿真結(jié)果分析，動(dòng)力電池恒放電速率的控制策略是實(shí)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(dòng)機(jī)的排放曲線。為此，提出一種電動(dòng)模式和充電模式相結(jié)合的控制策略，以實(shí)現(xiàn)與參考控制策略結(jié)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(dāng)SOC在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，車輛在EV模式下運(yùn)行，但當(dāng)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(shí)，切換至Series模式。當(dāng)SOC低于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)入Series模式。這種算法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)平均效率不會(huì)產(chǎn)生較大影響，因此該方法可實(shí)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(dòng)力電池再充電過程造成的CO 2排放，則整體CO 2水平會(huì)有所增高，但不會(huì)超過傳統(tǒng)車輛水平。

在此基礎(chǔ)上，將NVH特性作為新的限制條件，以進(jìn)一步優(yōu)化増程器排放噪聲，使其低于車輛滾動(dòng)噪聲。提前檢測(cè)増程器發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，通過約束條件限制影響發(fā)動(dòng)機(jī)排放噪聲的參數(shù)，使排放噪聲低于車輛滾動(dòng)噪聲。由于加入NVH約束條件對(duì)控制策略產(chǎn)生影響，因此通過NVH約束的靈敏度分析可進(jìn)一步降低輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)噪聲。由于約束條件不會(huì)對(duì)増程式電動(dòng)汽車模式切換判定條件和參數(shù)產(chǎn)生影響，所以不影響模式切換。

仿真結(jié)果表明，所建立的控制策略能夠?qū)崿F(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(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的CO 2排放產(chǎn)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