基于有限状态机的军用起动/发电一体化混合动力车辆能量管理策略研究

发布时间：2021-11-02 05:00

　　为了满足未来军用混合动力车辆的需求,设计了一种基于起动/发电一体化（integrated starter generator,ISG）技术的军用混合动力总成方案,制定了相应的能量管理策略。基于有限状态机（finite state machine,FSM）理论建立各个工作模式间的逻辑关系及状态转换过程,同时,对各个工作模式下车辆动力源负荷率分配进行了定量分析。以某型军用ISG混合动力车辆参数作为仿真输入条件,利用Cruise/Simulink软件仿真分析整车动力性和经济性,对制定的能量管理策略进行验证。仿真结果表明,军用ISG混合动力车辆与原型车相比动力性获得较大提升,FSM理论能够实现车辆工作模式之间的转换,动力源负荷率的合理分配优化了发动机的运行工况,使得发动机大部分工作点分布在经济工作区内,降低了油耗,所制定的能量管理策略最终达到了提高车辆的动力性、改善车辆的燃油经济性的目的。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(18)北大核心

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

能量管理策略体系结构

随着运行工况的变化,军用ISG混合动力车辆根据输入信号和状态转移函数得到的模式判别条件对整车的工作模式进行选择和转换,工作模式转换关系如图3所示[22-23]。3.3 工作模式的状态转移分析

输入信号对应系统的模式判别参数,所以系统状态转移函数表示军用ISG混合动力车辆在接收到不同的状态参数信息时,从一个工作模式转移到另一个工作模式的规则,可以看作系统工作模式判别条件集合。在控制策略设计时,工作模式选择模块根据模式判别条件对整车的工作模式进行选择和转换,如图4所示,纯电动区间上限、发动机经济工作区上下限对整车需求转矩在发动机万有特性图上划分为A、B、C、D四个工作区域,分别代表纯电动驱动模式、行车发电驱动模式、发动机单独驱动模式、ISG电机助力驱动模式,此外,还有驻车发电模式、换挡模式、制动模式、起动发动机模式等辅助工作模式。当车辆状态为驱动模式时,根据动力电池SOC值和驾驶员需求转矩转换发动机和ISG电机工作状态。当驾驶员需求转矩小于纯电动区间转矩上限或车辆低速行驶时,由电机单独驱动车辆以满足整车转矩需求;当驾驶员需求转矩大于纯电动区间转矩上限时,电机带动发动机起动,由发动机和电机共同满足整车转矩需求,车辆进入混合驱动模式,保持发动机始终工作在经济工作区,通过ISG电机在发电和电动模式之间的转换来满足不同的驾驶员需求转矩,也可以使得动力电池SOC保持在合理范围。


本文编号：3471387