混合动力汽车控制系统的研究与开发
混合动力汽车能量管理策略研究
混合动力汽车能量管理策略研究混合动力汽车是近年来汽车行业的一个热门话题，它结合了传统内燃机与电动机的优势，在节能减排方面更加出色。
然而，混合动力汽车的能量管理策略对于实现最佳燃油经济性和性能的平衡至关重要。
本文将探讨混合动力汽车能量管理策略的研究现状、发展趋势以及未来的挑战。
一、混合动力汽车能量管理策略的研究现状混合动力汽车的能量管理策略主要涉及两个方面：内燃机和电动机之间的协同控制，以及动力系统中能量的分配与优化。
目前，学界和汽车制造商对于混合动力汽车能量管理策略进行了广泛的研究与开发。
内燃机与电动机之间的协同控制研究主要集中在电动机的启停和能量回收方面。
通过准确捕捉驾驶员的需求和路况信息，可以在启动和停止时实现内燃机和电动机的最佳切换，以提高燃油效率和驾驶质量。
同时，电动机在制动过程中的能量回收也是提高能量利用率的重要策略。
能量分配与优化方面的研究则更加复杂。
这包括确定内燃机和电动机的工作状态，以及它们之间的功率分配。
一般来说，为了提高燃油经济性和性能，能量管理系统应该根据当前的驾驶条件和电池状态进行最优化的决策。
以往的研究主要采用规则控制算法和优化算法来实现能量管理策略。
然而，由于混合动力汽车动力系统的复杂性和非线性特性，现有的算法仍然有待改进和优化。
二、混合动力汽车能量管理策略的发展趋势未来的混合动力汽车能量管理策略将更加灵活和智能。
随着大数据和人工智能的快速发展，混合动力汽车可以通过实时监测和分析驾驶条件、电池状态和交通状况来实现更精确的能量管理。
例如，基于机器学习和模型预测的控制算法可以根据历史数据和实时信息做出更合适的决策，从而提高能效和驾驶体验。
此外，随着电动汽车技术的不断进步，未来的混合动力汽车将更多地依赖电动动力，减少对内燃机的依赖。
这将带来更高的能量管理效率和更低的尾气排放。
同时，电池技术和充电基础设施的改进也将为混合动力汽车的发展提供更多的支持。
三、混合动力汽车能量管理策略的挑战混合动力汽车能量管理策略在研究和实践中仍面临一些挑战。
毕业论文浅析混合动力汽车系统的结构与原理
题目: 浅析混合动力汽车系统的结构与原理学院: 工学院**: ***专业: 汽车服务工程学号：*************: ***提交日期: 2013年5月24日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。
学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：郭永强2013年5月24日论文指导教师签名：逯玉林摘要全球能源及环境问题日益突出，一方面传统的燃油发动机车辆所排放的废气对空气造成严重污染；另一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺。
地球上的石油资源总有一天会枯竭，若没有新能源或代替能源，到那时汽车将寸步难行，为此替代燃油发动机汽车已经成为现代汽车研发方向的重点，例如氢能源汽车、燃料电池汽车等。
但以目前的条件和实用性来看，适应社会发展需求的只有混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,简称HEV）。
混合动力汽车（也称复合动力汽车，Hybrid Power Automobile）是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机的发电机组。
当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。
混合动力汽车的诞生给人类带来了很多好处，不仅减少了石油消耗，而且环境问题也得以改善，由于混合动力汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势，因而受到很大的重视，研制开发和产业化的进程相当快。
本文重点阐述了混合动力汽车的结构性能特点、工作原理，并分析介绍了混合动力汽车的控制策略、其优缺点、技术难题。
关键词：混合动力汽车，结构，原理，控制策略ABSTRACTThe global energy and environmental issues have become increasingly prominent, waste gas emitted from a traditional fuel engine vehicle of the serious pollution of the air; on the other hand, oil as a non-renewable energy shortage. The oil resources on earth will be exhausted one day, if there is no new energy and alternative energy, then the car will can't do anything, this alternative fuel engine automobile has become the focus of modern automobile development direction, such as hydrogen energy, fuel cell vehicles. But in the present conditions and practical, to meet the needs of social development only hybrid electric vehicle (Hybrid Electric Vehicle, referred to as HEV). Hybrid electric vehicle (also known as hybrid car, Hybrid Power Automobile) refers to the vehicles equipped with more than two sources of power: power unit battery, fuel cell, solar battery, internal combustion engine. The composite power automobile generally refers to diesel generator, plus battery cars. The birth of hybrid cars have brought many benefits to human beings, not only to reduce the oil consumption, and environmental issues will also be improved, because hybrid vehicles to reduce pollution emissions has obvious advantage in energy saving and, thus greatly attention, research and development and industrialization process quite quickly. This paper describes the working principle, structure and performance characteristics of the hybrid electric vehicle, and analyses the control strategy of hybrid electric vehicle, the advantages and disadvantages, technical problemsKeywords: H ybrid electric vehicle, structure, principle, control strategy目录1 绪论 (1)2 混合动力汽车的简介与分类 (2)2.1 混合动力汽车的简介 (2)2.2 混合动力汽车系统的分类 (2)3 混合动力汽车的结构与原理 (7)3.1 混合动力汽车的节能机理 (7)3.2 串联式混合动力汽车（SHEV） (7)3.3 并联式混合动力汽车（PHEV） (8)3.4 混联式混合动力汽车（PSHE） (10)4 混合动力汽车的策略 (11)4.1 混合动力系统的控制策略 (11)4.2 混合动力能量管理策略 (11)5 混合动力汽车优缺点分析及技术难点 (13)5.1 串联式混合动力汽车的优却点分析 (13)5.2 并联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.3 混联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.4 混合动力汽车的关键技术 (14)结语 (16)参考文献 (17)1 绪论随着全球能源短缺，环境问题的日益突显，开发利用新能源无疑是长久发展的出路之一。
混合动力汽车的关键技术
混合动力汽车的关键技术混合动力汽车是集汽车、电力驱动、自动控制、新能源及新材料等技术于一体的高新集成产物，它的研究涉及多个领域，其关键技术主要有动力电池及动力电池管理、电动机、发动机和整车能量管理等。
1、动力电池及动力电池管理系统与纯电动汽车的工作状况不同，混合动力汽车上的动力电池组常处于非周期性的充放电循环。
这就要求动力电池必须具有快速充放电和高效充放电的能力，即混合动力汽车所用动力电池在具有高能量密度的同时，更重要的是要具有高功率密度，以便在加速和爬坡时能提供较大的峰值功率。
动力电池的性能和寿命与其充放电历史、工作温度等因素密切相关，过充电和过放电会严重影响动力电池性能，甚至造成动力电池损坏。
因此，通过动力电池管理系统对动力电池工作过程和工作环境进行监控，进行准确的剩余电量预测和电量、电压标定，对提高动力电池能效、延长动力电池使用寿命具有非常重要的意义。
2、电动机电动机是混合动力汽车的驱动单元之一，其选用原则为性能稳定、质量轻、尺寸小、转速范围宽、效率高、电磁辐射量小、成本低等。
另外，电动机的峰值功率要具有起动发动机能力、电驱动能力、整车加速能力、最大再生制动能力等。
目前，混合动力汽车使用的电动机主要有直流永磁电动机、永磁无刷同步电动机、交流异步电动机、开关磁阻电动机等。
在交流电动机中，最具代表性的是交流感应电动机，而这种电动机的结构决定了其功率和效率之间的矛盾很难解决，应尽量采用具有高效率、高功率密度、结构紧凑的永磁电动机、开关磁阻电动机等先进电动机。
3、发动机由于混合动力汽车用发动机工作时会频繁起停，为满足排放标准，发动机的设计目标从追求高功率变为追求高效率，并将功率的调峰任务交由电动机承担。
4、动力耦合装置在并联和混联系统中，机械的动力耦合装置是耦合发动机和电动机功率的关键部件，它不仅具有很大的机械复杂性，而且直接影响整车控制策略，因此是混合动力系统开发的重点和难点。
目前采用的动力耦合方式有转矩结合式（单轴式和双轴式）、转速结合式和驱动力结合式。
混合动力汽车整车控制器开发和试验研究
图 ｌ “ 士 ” 合 动 力 汽 车 的 系 统 结 构 勇 混
件 代码 的正确 性 、 壮 性 和 可靠 性 是 混 合 动 力 汽 车 健
性 能 乃至 安全 性 的保证 Ｅ 。
２ 整 车控 制 器 设 计
计的有 效性 。
关 键 词 ： 合 动 力 ； 车 控 制 器 ；能量 分 配 ； 制 策 略 混 整 控
中 图 分 类 号 ：Ｕ４ ４ １ ６ ． 文 献标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ Ｏ － ２ ２ ２ １ ） １０ ０ —４ Ｏ １２ ２ （ ０ １ ０ ０ ５０
混 合 动力 汽车 将 发 动 机 、 电机 和 动 力 电池 组 合
制 策略 进 行 了 分 析 ， 发 了 基 于 ＭＣ９ １ ＤＰ２ ６的 整 车 控 制 器 硬 软 件 系统 ， 进 行 了 实 车 试 验 ， 现 了发 动 机 起 开 Ｓ２ ５ 并 实
动 、 发 动 机 驱 动 、 合 驱 动 、 车 充 电等 多 种 ３ 作 模 式 ， 明 了 该 整 车 控 制 器 功 能 设 计 的 合 理 性 和 控 制 策 略 设 纯 混 驻 － 证
设 的控制 算法 和 管 理 策 略 ， 将 指令 和信 息 等 通 过 再
Ｃ ＡＮ 总线 、 开关 输 出端 口等对 动 力 系统 的执行 部 件 进 行 实 时 、 靠地 控制 。 可
车 使用 电动 机取 代 发 动 机原 有 飞 轮 ， 接 与 发 动 机 直 曲轴相 连 ， 现 汽车 发 动 机 怠 速 停 机 、 率 补 偿 、 实 功 制 动 能量 回收 等功 能 ， 有对 原 车技 术继 承 性好 、 具 实施 方便 、 适用 范 围广 等 优 点 。在 混 合 动 力 汽 车 开 发 ］ 中， 整车控 制 器是 各种 控制 策 略 的最终 运行 载体 ， 是 实 现汽 车动力 系 统协 同工 作 的关键 部件 。控制 器硬 件开 发要 根据 整 车 的 系统 结 构 综 合 考 虑 运 算 速 度 、 数据 存储 、 电磁兼 容 、 件 成 本 和 可 靠 性 ， 理 进 行 硬 合
插电式混合动力机电耦合驱动系统研发方案(一)
插电式混合动力机电耦合驱动系统研发方案一、实施背景随着中国政府对环保和能源转型的重视，新能源汽车成为了国家战略性新兴产业的重要组成部分。
在这样的大背景下，插电式混合动力汽车作为一种兼具燃油车和纯电动车特性的车型，得到了市场的广泛关注。
本研发方案旨在针对插电式混合动力汽车的机电耦合驱动系统进行深入研究和开发，提升车辆性能、降低油耗、增强驾驶体验，同时满足更为严格的环保要求。
二、工作原理插电式混合动力汽车（PHEV）的机电耦合驱动系统主要由内燃机、电动机、电池、耦合器等组成。
工作原理是利用内燃机和电动机的互补特性，根据行驶需求和工况条件，实现动力的高效分配和输出。
内燃机负责高速、高负荷工况下的动力输出，以充分利用其高效率和低油耗性能；而在低速、低负荷工况下，内燃机则处于停机状态，由电动机负责驱动车辆。
电池作为储能单元，负责在电动机驱动时提供电能，同时也作为内燃机高效运转的辅助能源。
耦合器则是实现机电耦合的关键部件，能够根据行驶需求和工况条件进行动力的合理分配。
三、实施计划步骤1.系统架构设计：进行全面的系统架构设计，包括硬件和软件的划分、关键模块的选型等。
2.零部件选型与设计：针对内燃机、电动机、电池、耦合器等关键零部件进行选型和设计，确保其性能和可靠性。
3.控制系统开发：开发一套完善的控制系统，以实现机电耦合驱动系统的智能化管理。
4.试验验证：在实验室和现场进行全面的试验验证，包括性能测试、耐久性测试、安全性测试等。
5.优化改进：根据试验结果进行系统的优化改进，提高性能和可靠性。
6.产品化与市场化：完成产品的定型和批量生产准备工作，进入市场推广阶段。
四、适用范围本研发方案适用于插电式混合动力汽车制造商、零部件供应商以及其他相关企业。
通过本方案的实施，能够提高插电式混合动力汽车的整车性能、降低油耗、增强驾驶体验，同时满足更为严格的环保要求。
五、创新要点1.先进的机电耦合技术：通过先进的机电耦合技术，实现内燃机和电动机的高效协同工作，提高整车性能。
新能源汽车产业的车辆安全控制研究
新能源汽车产业的车辆安全控制研究新能源汽车的发展既是环保理念的实现，也是全球企业竞争的新方向。
在新能源汽车发展的同时，车辆安全问题也日益受到关注。
本文将介绍新能源汽车产业的车辆安全控制研究。
一、新能源汽车的发展现状新能源汽车是指利用非化石能源驱动的汽车，主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等几种。
根据国家发展和改革委员会的规划，到2020年，新能源汽车年产量将达到200万辆。
新能源汽车具有环保、经济、可持续等多方面的优势，得到了政府和市场的广泛关注。
与此同时，新能源汽车也面临着许多挑战，其中之一就是车辆安全问题。
二、新能源汽车的安全控制技术新能源汽车的安全控制技术主要包括三个方面：动力电池的安全控制技术、整车控制系统的安全控制技术、车辆通讯技术。
1. 动力电池的安全控制技术动力电池是新能源汽车的核心组成部分，也是新能源汽车安全性的重要方面。
动力电池的安全控制涉及到其性能、寿命、环境适应性、物理结构和温度等方面。
动力电池的安全控制技术包括电池的监控和管理系统、电池的故障诊断和报警系统、电池的维护和养护系统等。
同时，采用高耐热性、高安全性的材料，设计合理的电池结构，防止电池的短路、过充和过放等，从根本上保障动力电池的安全性。
2. 整车控制系统的安全控制技术整车控制系统是指新能源汽车内部控制、传动、转向等各个系统的控制和管理。
整车控制系统的安全控制技术主要包括以下几个方面：（1）刹车系统的安全控制技术：新能源汽车采用的是电子制动系统，要保证刹车系统的可靠性和控制精度，防止跑偏、失控等危险情况。
（2）车身稳定性控制系统的安全控制技术：该系统可以自动检测和调整车辆姿态，使车辆更加平稳、舒适。
（3）前、后轮驱动系统的安全控制技术：前、后轮驱动系统是新能源汽车的核心技术之一，要通过电子控制，保证系统的稳定性和控制精度。
（4）高压安全措施：要采取低压限流、设防、电隔离和消隐等安全措施，避免高压电击事故的发生。
混合动力总成的研究与开发
２ 混合 动 力总成 概 述
传统燃油 汽车 的心脏是 发动 机 ， 以燃油 发动机 为 主的组
成部分构成 了燃油 汽车 的动力 总成 。 而混合 动力 汽车则 是 由
发动机和 电机及其 控制系统共 同构成整车 的动力总成 。从人 们最关注 的环 保和节能两大 主题 来看 ，１ 纪对汽车 动力总 ２世 成的要求 是高能 量转 换效 率 ， 近零 排 放 ， 接 当然 这要 以低成 本、 良好 的经济性 、 高可 靠性 和高功 率密 度为前 提。 因此 ， 如 何在既满足 日益严 格 的排放法 规要 求 的 同时 ， 能提高 能量 又 转换效率 ， 是车用动力总成 的生存压力 ， 也是发展动力 。
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｙ ｒｄ ｅ ｅ ｔｉ ｅ ｉｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｈ ｂ ｌｃｒｃ ｖ ｈ ｃｅ；ｈ ｂ ｄ ｐ ｗｅ ｒ ｎ；ｋ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｉ ｙ ｒ ｏ ｒｔ ｉ ｉ ａ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
ｌ 前
言
混合动力汽车驱动系统 中的发动机 、 驱动 电动机 ， 照驱 按
维普资讯
第２卷 Ｏ
第 ３期
机 械研究 与应 用
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＡＬ Ｒ Ｓ ＡＲＣ ＆ ＡＰ Ｌ Ｃ Ｉ Ｃ Ｅ Ｅ Ｈ Ｐ Ｉ ＡＴ ＯＮ
Ｖｏ ２ ｏ －６ ０ ７（ ）
混 合 动 力 总 成 的研 究 与 开发
（． ｈ ｎｓｕｃｌｇ ｃ ｎｅ ｎ ｃｎ ｌ ｙ Ｃ ａｇｈ ｉｎｓ ２ ５ ０ ， ｈｎ ； １ Ｃ ａ ｇｈ ｏｅｅｏ ｉ ｃ ａ ｄｔ ｈｏｏ ， ｈ ｎｓｕＪ ｇｕ １５ ０ Ｃ ｉａ ｌ ｆｓ ｅ ｅ ｇ ａ ２ Ｃ ｕ ｌｎｒ ｅｒ ｓｔｅ Ｔｉ ｏ ｉｎｓ ２５ ０ ， ｈｎ ） ． ｈ ｎａ ｓａｃ ｉ ｔｕ ，ａ ｈ ｕＪ ｇｕ ２ ３０ Ｃ ｉａ ｅ ｈｎｉ ｚ ａ
混联式混合动力汽车控制策略开发与仿真研究
・
动力计 算 流程 如 图 ２所示 。控 制器 根据 加速 踏 板 施 加 力 、 速传 感器 信 号 和 挡位 传 感 器连接 ， 系统 以 串联
图 ２ 动力 计 算 流程
置信 号
蓄电 池状态 ｌ 动 Ｉ电 Ｉ 机 ｌ 力
模式 运行 ； 离合 器接 合 ， 系统 以并联 模式 运 行 。
１ ． 控 制模 式分 析 ２
２ 工 作 模 式 分 析
２１ 起 步工 况 ．
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Ｚ ａ ｇ Ｈｕ ｈ ｕ Ｒｏ ｇ ｈ ｎ ａ， ｏ ｎ ￣ Ｚ
（ ． ｈ ｎ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ２Ｃ ｉａＡ ｔｍ ｔ ｅＴ ｃ ｎ ｌ ｙａ ｄ Ｒ ｓａｃ ｅ ｔｒ １ Ｗｕ ａ ｎ ｅｓ ｙｏ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ； ．ｈｎ ｕｏ ｏ ｖ ｅ ｈ ｏ ｇ ｅｅ ｒｈＣ ｎｅ ） ｖ ｔ Ｓ ｇ ｉ ｏ ｎ
Ｋｅ ｏ ｄ ： Ｖ，ｅｉｓ ｐ ｒ ｌ ｌ ｏ ｔｏ ｔａｅｙ ｍｕａｉｎ ｙ ｗ ｒ ｓｌ ｍ Ｓ ｒ － ａ ａｌ ， ｎ ｒ ｌｓ ｔｇ ￣ｉ ｌｔ ｅ ｅＣ ｒ ｏ
１ 混 联 式 混 合 动 力 汽 车 系 统 特 点 及 控 制 模
式 分 析
１１ 系统 特点分 析 ．
出 目标 动力 ； 后根 据 蓄 电池 状态 ， 方 面控制 电子 然 一 油 门的开启 程度 ，另 一 方面确 定 发动 机动 力用 于 直 接 驱 动汽 车部 分 和用 于 发 电部 分 之 间 的 分配 比例 ， 准 确控 制并 协 调发 动机 和发 电机 驱动 力 。如果 蓄 电
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混合动力汽车控制系统的研究与开发
近年来，环保意识的不断提高以及节能减排政策的不断出台，推动了混合动力
汽车的快速发展。
混合动力汽车具有节能减排、环保等优点，成为汽车行业的发展趋势。
而混合动力汽车的控制系统则是保证混合动力汽车正常运行的核心。
本文将着重探讨混合动力汽车控制系统的研究与开发。
一、混合动力汽车控制系统的特点
混合动力汽车控制系统与传统的汽车控制系统存在许多不同之处。
首先，混合
动力汽车控制系统需要同时管理两个或以上的能量转换系统，包括内燃机、电动机、发电机和储能设备等。
其次，混合动力汽车控制系统需要实施复杂的能量管理策略，根据车速、路况及车内电池的容量等因素实时调整各个能量转换设备的运行状态，以达到最大限度的能源利用效率。
最后，混合动力汽车控制系统需要充分考虑气动阻力、轮胎滚动阻力等各种因素对车辆性能的影响，与传统的汽车控制系统相比，具有更高的复杂度和可靠性要求。
二、混合动力汽车控制系统的核心技术
混合动力汽车控制系统的核心技术包括能量管理策略、电机控制策略、动力分
配策略等。
能量管理策略是确保混合动力汽车正常运行的关键，在混合动力汽车的能量管理策略中，采用了约束最优控制（PMP）和动态规划（DP）等优化算法，
综合考虑车辆速度、加速度、路线等因素，以最小化能源消耗为目标，实现混合动力汽车的能量转换策略。
电机控制策略是混合动力汽车控制系统的关键环节之一，在电机的控制策略中，常采用空间矢量调制技术（SVPWM）、直流电机无刷调速技术（BLDC）、交流
电机调制技术（ACIM）等实现电机的控制策略。
动力分配策略是混合动力汽车控制系统的重要组成部分，需要在车辆各个能量
转换设备之间实现严密的动力分配控制。
动力分配策略中，通常会采用英寸制控制、速度带限制控制、制动限力控制等策略，以保障混合动力汽车的安全性和性能。
三、混合动力汽车控制系统的开发方法
混合动力汽车控制系统需要运用多项工程技术，如电气工程、机械工程、自动
控制等，进行综合开发。
具体而言，混合动力汽车控制系统的开发方法包括需求定义、设计开发、软硬件测试与优化、系统验证等阶段。
其中需求定义阶段，需要进行市场调研与需求分析，明确用户需求、技术要求等，并编写详细的需求文档。
设计开发阶段，需要确定系统的总体框架、能量转换系统的组成、控制算法及硬件电路的设计等。
软硬件测试与优化阶段，需要进行系统性能、稳定性等测试，并进行软硬件的优化。
最后，系统验证阶段，需要对系统进行整车测试、路试、环境试验等，确保混合动力汽车控制系统的可靠性和安全性。
四、混合动力汽车控制系统的应用前景
混合动力汽车控制系统具有节能减排、环保等优点，未来将成为汽车行业的主
要发展趋势。
混合动力汽车的控制系统发展将趋于成熟，混合动力汽车的上市，预示着混合动力汽车已经开始走向市场，意义重大。
此外，随着中国政府加大节能减排政策的推广力度，混合动力汽车控制系统的应用前景更为广泛，具有非常大的市场潜力。
综上所述，混合动力汽车控制系统的研究与开发是保证混合动力汽车正常运行
的关键，混合动力汽车控制系统的核心技术包括能量管理策略、电机控制策略、动力分配策略等。
由于混合动力汽车控制系统需要应用多项工程技术进行综合开发，因此混合动力汽车控制系统的开发方法应该是需求定义、设计开发、软硬件测试与优化、系统验证等阶段。
未来随着环保意识的不断提高以及节能减排政策的不断出台，混合动力汽车控制系统将会有更广泛的应用前景。