全球范围内,已有多个公司开展了对增程式电动汽车的研究,主要有奥地利AVL公司,美国Delphi,德国MAHLE、FEV公司,美国通用汽车公司,英国Lotus公司,中国奇瑞公司,并且已经在増程器方面取得了较大的进展,然而可推广上市的增程式电动汽车整车产品却不多,仅有雪佛兰VOLT(美国通用公司),瑞麒G3、X1、M1(中国奇瑞公司),奥迪A1e-tron,吉利帝豪GPECs-EC7。在文献[4]中有详细介绍这些公司的研究内容。80215
现在对增程式电动汽车的研究主要集中在参数匹配、控制策略、电池管理技术、驱动电机控制、増程器控制等方面。
在动力总成参数匹配方面,吉林大学叶冬金[4]根据整车设计指标和动力总成结构特点,对增程式纯电动车进行了参数匹配。阐述了对其进行参数匹配的原则和方法。吉林大学侯惟俣[5]在关键部件选型分析的基础上,提出了功率型动力电池、能量型动力电池搭配不同辅助动力单元的两种参数匹配方案,基于需求功率对两种方案进行了参数计算。SamGolbuff[6]提出了一种插入式(Plug-in)混动汽车的优化控制方法。吉林大学张博[7-9]利用优化设计的方法,在保证整车性能指标的前提下,匹配出了成本最优的动力总成参数。
在控制策略方面,吉林大学杨兴旺[10]详细介绍了在不同行驶模式下控制算法的具体实现方法,并对一汽正在开发的两款车型进行了动力系统参数匹配和整车性能仿真。清华大学赵建彪[11]在一台民用发电机组硬件基础上进行增程器控制系统的设计,主要包括硬件电路和软件算法设计两个方面,经台架试验证明优化后控制系统可以满足要求。AymericRousseau等人[12]使用了电池耗尽-维持策略对仿真过程中的各参数进行全局优化,指出循环长度会较大程度的影响各参数的最优化选择。PhillipB。Sharer等人[13]以及ScottJ。Moura等人[14]通过仿真试验研究证明采用混合控制策略可获得比耗尽-维持控制策略更好的燃油经济性,在相同功率需求前提下可减小电池容量,因此可节约成本和整车质量。EricJ。Schacht等人[15]提出了等效最低油耗控制策略。ArunM。Joshi等人[16]提出对整车进行一定程度的轻量化设计,可以在电池重量及能量密度相同的条件下增加续驶里程,因此可减少整车制造成本。论文网
通过对以上文献的整理总结,可以发现,虽然到目前为止,已有很多专家学者开展了对参数匹配和控制策略优化的研究,并取得了一定的进展,但是仍然没有得到普适性的结论。关于増程器的控制策略,文献[17]中有更加详细的介绍,目前主要有发动机转速闭环-发电机转矩闭环控制策略、发动机转矩闭环-发电机转速闭环控制策略,并普遍将电子节气门信号作为发动机的输入信号。至此,可以发现目前关于増程器的具体建模及仿真的文献很少,原因有以下几点:(1)对增程式电动汽车的研究仍处于起步阶段,大部分研究仍处于整体层面,还未大规模的开展关于増程器具体建模的研究;(2)増程器主要包括发动机、发电机、控制器几部分,而不同的发动机、发电机、控制器,会形成不同的増程器组合,有不同的模型,无形之中增加了増程器的设计难度;(3)増程器的设计开发涉及多个领域,如:自动控制、电机与拖动、发动机原理等等,能够同时掌握多个领域知识的专业研究人员数量不多,等等。但是,増程器増程器作为增程式电动汽车的关键部件之一,对其进行深入而细致的研究具有其必要性和迫切性,因此,本课题的研究具有现实意义。
Lotus公司的Turner和Blake[18]对増程器的选型作了详细研究。吉林大学杨兴旺[10]提出了増程器设计过程中的的几点要求,并对不同组合的増程器进行了比较。北京工业大学于浩[3]采用GT-Drive和MATLAB/Simulink对串联式混动汽车进行整车建模,设计搭建了APU控制单元,并通过仿真验证了APU控制系统的控制算法。上海工程技术大学黄香儿[19]利用MATLAB/Simulink建立了APU中的发动机模块、永磁同步发电机模块、控制模块,并通过仿真验证其可行性。