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解決了EV課題的HEV 串并聯(lián)式HEV的構(gòu)成和控制

作者: 時間:2016-12-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
串并聯(lián)式HEV的構(gòu)成和控制

  下面拿串并聯(lián)式HEV來詳細(xì)介紹一下系統(tǒng)構(gòu)成和控制。

  普銳斯的示例配備有發(fā)動機(jī)、MG1和MG2(圖1)。為了最佳運(yùn)行兩套驅(qū)動系統(tǒng),由HEV·ECU對它們進(jìn)行綜合控制。主電池為鎳氫充電電池,系統(tǒng)主繼電器及電流傳感器電源類產(chǎn)品與EV相同。另外,還配備了12V電池充電用DC-DC轉(zhuǎn)換器,并采用了空調(diào)用電動壓縮機(jī),這些也與EV相同。不過并未配備EV所必需的充電器。

  HEV的控制系統(tǒng)如圖2所示。HEV·ECU根據(jù)駕駛員的要求、車輛的狀態(tài)以及主電池的充電狀態(tài),將要使發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的功率作為發(fā)動機(jī)要求功率,向發(fā)動機(jī)ECU發(fā)出指令。然后由發(fā)動機(jī)ECU按照HEV·ECU指示的發(fā)動機(jī)要求功率來控制電子控制油門的開度。


圖1:HEV的構(gòu)成(普銳斯的示例)

  配備發(fā)動機(jī)和兩個馬達(dá)兼發(fā)電機(jī)(MG1、MG2)。


圖2:HEV的控制系統(tǒng)

  HEV·ECU為“司令部”,進(jìn)行多種控制。

  另外,HEV·ECU還會計算出MG1的扭矩和MG2的扭矩,向MG·ECU發(fā)出扭矩指令值。在接到指令后,MG·ECU就會通過逆變器來控制MG1和MG2,按照扭矩指令值來輸出驅(qū)動力。

  同時,電池監(jiān)測單元還會獲取主電池的信息(電流、電壓、溫度),發(fā)送給HEV·ECU。HEV·ECU根據(jù)這些信息計算出主電池的剩余容量(SOC:STate Of Charge),為使系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)而對充電狀態(tài)進(jìn)行控制。

  普銳斯這樣的HEV在減速時將馬達(dá)用作發(fā)電機(jī),把運(yùn)動能量轉(zhuǎn)變成電力存儲到主電池中。為了回收更多的運(yùn)動能量,實施對使用摩擦力的機(jī)械式制動以及基于發(fā)電的再生制動進(jìn)行分配的控制(圖3)。

  在電力控制方面,始終監(jiān)測主電池的容量,根據(jù)電池的SOC對充電量及放電量進(jìn)行管理。主電池在EV行駛時那樣將馬達(dá)用于驅(qū)動時進(jìn)行放電,在旋轉(zhuǎn)時那樣將馬達(dá)用作發(fā)電機(jī)時被充電(圖4)。SOC高時EV行駛的可能性更高,可再生的能量變少。而SOC低時則與之相反。

  圖5展示了主電池的SOC是如何變化的。主電池的SOC過高的話存在過量充電的不良影響,而過低的話則存在過度放電的不良影響。要想抑制主電池性能的降低,長期確??煽啃裕枰拗芐OC的使用范圍。因此要利用電池傳感器始終掌握再生量和放電量,計算出SOC。使用鎳氫充電電池的普通HEV一般將SOC的使用范圍限制在20~40%左右(SOC在40~60%或40~80%)。


圖3:HEV的制動

  


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