基于預測控制的48V整車控制策略

48V系統(tǒng)可以給整車帶來啟停、助力、能量回收和滑行等功能，提高整車的燃油經(jīng)濟性。此外，若能將前方交通環(huán)境信息引入到48V車輛中，在時間域上可以讓整車實時優(yōu)化能量管理策略，進一步提高燃油經(jīng)濟性，預計可帶來3%左右的額外提升，同時也可帶來一定駕駛舒適性方面的改善。

為了實現(xiàn)這一功能，整車需要集成攝像頭和毫米波雷達等設備以及需要利用地圖得到前方道路曲率坡度等信息，需要開發(fā)基于預測的整車控制策略以適應復雜工況，同時需要定義出整車控制策略與攝像頭/雷達/地圖設備之間的數(shù)據(jù)接口，并且良好的人機交互的設計對于駕駛員是否可接受此也很關鍵。目前聯(lián)合電子48V團隊已搭建完成集成有攝像頭/雷達等的試驗車輛，此車輛可在不同工況場景下給駕駛員和車輛帶來不同的功能和收益。

能量管理預測策略

適應道路工況的能量管理策略可以充分發(fā)揮48V系統(tǒng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)車路合一，合理分配能量。前方道路存在上下坡，則48V車輛提前規(guī)劃出目標SOC，使得車輛在下坡之前電池釋放出更多的電量，保證車輛在下坡階段可以充分實現(xiàn)能量回收。例如下坡長300m，坡度8%，車輛下坡時可回收的能量約55wh。

混動車輛根據(jù)運行工況的不同適時切換EV和HEV模式，可以實現(xiàn)能量合理分配，提高節(jié)油率。在車輛出發(fā)前選定已知行駛路線后，48V系統(tǒng)根據(jù)導航信息分析即將行駛路線上的功率需求，在需求功率較小的區(qū)域使用純電動模式。例如行駛路線上包括居民區(qū)，則在即將進入居民區(qū)之前提高電池電量，以便在居民區(qū)內實現(xiàn)純電動行駛。在車輛即將到達終點時，對車輛所需的功率也較小，適合純電動行駛。通過這種方式可以實現(xiàn)行駛路線上的能量最優(yōu)分配。

預測模式切換策略

減速滑行輔助預測策略

當前方的交通場景需要車輛減速時，常規(guī)駕駛員的操作是踩下剎車使車速降低下來，這會導致制動盤上產(chǎn)生的熱量白白浪費，若48V車輛提前感知到前方減速的場景，則可以通過滑行和能量回收的方式實現(xiàn)車輛減速，避免駕駛員踩下剎車的操作，這樣就可避免制動盤上消耗的熱量。前方減速的場景包括很多，比如紅綠燈、限速標志、前方減速車輛、環(huán)島、彎道等，在這些交通場景下帶有預測控制的48V車輛可以通過實時優(yōu)化滑行和能量回收的方式提高整車經(jīng)濟性。根據(jù)前方要求的減速值和減速距離存在滑行和能量回收的最優(yōu)組合問題，例如減速距離較長時可以通過滑行實現(xiàn)，當減速距離較短時通過能量回收實現(xiàn)車輛在較短的距離內減速到需求值。這一功能可帶來3%左右的節(jié)油率。

預測減速滑行輔助策略

啟停預測策略

眾所周知，發(fā)動機啟?？刂撇呗钥梢怨?jié)省發(fā)動機怠速時的油耗，但每次啟動發(fā)動機時也需消耗一定的能量，主要用于克服發(fā)動機的慣性和損耗，這里存在節(jié)省的油耗與啟動發(fā)動機消耗的能量之間權衡的問題。若發(fā)動機停機時間較短，此時發(fā)動機停機的行為在能量利用上是不合理的。例如在紅燈前車輛停止，但此時紅燈即將變?yōu)榫G燈，啟停預測策略可以決策出此時發(fā)動機不需要停機，這也可提升整車的舒適性。

根據(jù)前面介紹的功能需求，聯(lián)合電子搭建的帶有預測控制的48V BRS系統(tǒng)如下圖所示，聯(lián)合電子可以提供相關產(chǎn)品更好地實現(xiàn)預測功能，包括： BRS-ECU，48VDCDC，48V電機，主動式反饋踏板APM。

系統(tǒng)結構

人機交互界面示意圖

總結

相對于傳統(tǒng)的，基于預測控制的48V BRS系統(tǒng)具有更優(yōu)異的油耗和排放性能，預計可提升3%左右的節(jié)油率，而且更加智能化。聯(lián)合電子已搭建試驗車輛，可以提供基于預測控制的48V系統(tǒng)解決方案，并計劃與主機廠展開合作，將該創(chuàng)新功能應用到實際客戶項目中。相信隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，從車聯(lián)網(wǎng)可以獲取的信息也更多，預測控制技術在混動車輛上將大有可為。聯(lián)合電子愿為中國市場提供先進的系統(tǒng)方案和專業(yè)的技術支持。