我們將結(jié)合中國汽研開展的一些車輛的測試評價,進(jìn)行總結(jié)和歸納,尋找一些車載測試過程反映出來的能量管理策略應(yīng)用。
一、兼顧駕駛風(fēng)格的純電動汽車能量管理
通過對大量的國內(nèi)、國外純電動車型進(jìn)行測試評價,中國汽研的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了純電動汽車的駕駛模式定義、駕駛風(fēng)格設(shè)計、踏板控制特性三者之間存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。通常車輛會根據(jù)駕駛員的輸入(車速、踏板開度、踏板開度變化率等)確定駕駛意圖并進(jìn)行駕駛模式選擇。車輛運(yùn)行動力模式時根據(jù)駕駛意圖定義加速轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償策略、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)模式時對驅(qū)動和制動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行尋優(yōu)處理、針對車輛動力部件特性進(jìn)行附件功率管理以實現(xiàn)對車輛跛行狀態(tài)的能量管理?;诖罅康臏y試數(shù)據(jù)分析可知,駕駛風(fēng)格定義與踏板控制特性進(jìn)行了結(jié)合,通過標(biāo)定不同的踏板MAP,調(diào)整加速和制動兩個踏板的“軟、中性、硬”的駕駛感受,在滿足動力輸出和兼顧能量管理的前提下,賦予純電動汽車在經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的效率特性、動力性方面的動力輸出、舒適性方面的駕乘感受的完美結(jié)合。
圖1、基于測試評價獲取的純電動汽車基于模式劃分的能量管理策略框架
二、多檔化電驅(qū)動系統(tǒng)對能量管理的貢獻(xiàn)
混合動力系統(tǒng)的能量管理變得較為復(fù)雜。發(fā)動機(jī)和電機(jī)系統(tǒng)兩個動力源的協(xié)調(diào),不僅受限于行駛工況,更體現(xiàn)了能量管理策略的實車應(yīng)用效果。我們知道,PHEV可以利用電網(wǎng)充入的電能實現(xiàn)純電行駛,當(dāng)電能消耗后又可以利用發(fā)動機(jī)和電機(jī)兩個動力源協(xié)調(diào)工作,因而,我們發(fā)現(xiàn)“電能和合理利用、饋電狀態(tài)下發(fā)動機(jī)工作點的平滑控制”這兩個關(guān)鍵點,是影響混合動力系統(tǒng)(包括HEV和PHEV)能量管理策略應(yīng)用效果和車輛實際能耗的主要因素。
圖2、傳統(tǒng)混合動力系統(tǒng)(功率分流與串并聯(lián))與P2構(gòu)型多檔化電驅(qū)動系統(tǒng)的比較
通常的,對于傳統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)而言,例如豐田的THS和本田的iMMD,在電池電能富余的情況下利用純電動模式行駛;當(dāng)車輛饋電、電池功率受限、純電驅(qū)動效率降低時往往能夠切換至混合驅(qū)動模式,并且這兩種系統(tǒng)能夠充分利用兩個電機(jī)調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸出控制,以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)與車輛功率需求的解耦,使發(fā)動機(jī)工作更為平滑、可控。通過對Sonata PHEV的測評我們發(fā)現(xiàn),相比功率分流和串并聯(lián)構(gòu)型,通過多檔化電驅(qū)動系統(tǒng)的合理匹配和電機(jī)運(yùn)行模式的優(yōu)化,Sonata PHEV仍然可以在工程上實現(xiàn)了匹配Prius PHEV和Accord PHEV的能耗表現(xiàn):利用6AT將電機(jī)工作范圍進(jìn)行了擴(kuò)容,使得車輛純電動行駛能力得到大大提升,在更多的行駛工況中均能夠?qū)崿F(xiàn)純電動行駛。另外,通過P2系統(tǒng)電機(jī)發(fā)電和助力功能的優(yōu)化,使得車輛在饋電狀態(tài)下發(fā)動機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)線性、平滑的工作點控制。
通過這個案例我們可以看出,電機(jī)高速化、高功率密度化帶來的趨勢需求,在P2構(gòu)型上體現(xiàn)的并不十分迫切。車輛構(gòu)型、參數(shù)匹配、控制策略的共同優(yōu)化,在節(jié)能目標(biāo)達(dá)成方面的效果殊途同歸,這也為國內(nèi)進(jìn)行P2構(gòu)型插電式混合動力系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個較好的參考案例。
三、基于協(xié)同信息的混合動力汽車能量管理——人車路智能協(xié)同