串联式混合动力汽车控制策略（恒温器+功率跟随+复合控制）

1、串联式混合动力汽车控制策略

串联式混合动力汽车由发动机、发电机和驱动电机相串联构成车辆的驱动系统，其中发动机与发电机组成辅助动力单元，仅用于给电机提供驱动汽车行驶所需要的电能，不会直接驱动车辆。当发动机产生的功率大于行驶所需时，发动机功率的就有两个去向，其中一部分能量供给驱动电机，用来带动车辆行驶，另一部分则对动力电池进行充电，以便增加车辆的行驶里程。对于串联式混合动力客车来说，电池可以单独给电动机提供能量，用以驱动车辆行驶，这时混合动力客车能够实现零污染行驶。

2、恒温器控制策略

恒温器控制策略需要设置SOC的上下限值。当SOC低于SOC下限值时，发动机启动（发动机功率一部分驱动电机，一部分给电池组充电）；当SOC高于SOC上限值时，发动机停止工作（电池组单独驱动）。

恒温器控制策略能保证发动机一直运行于最佳区域，降低油耗。而电池组一直在充电放电，使其寿命减短。该种控制策略对电池组是不利的，但有利于发动机。

3、功率跟随控制策略

功率跟随控制策略中，发动机的状态随电池组SOC值的负载功率的变化而变化。若电池组的SOC值较高，且车辆需求功率不大，发动机停止工作；若电池组的SOC值较低，且车辆需求功率较高，发动机正常工作。发动机正常工作时，输出功率在一定范围内波动。

功率跟随控制策略能使电池组的循环减少，但对发动机是不利的。发动机一直运行在整个负荷区内，其功率随车速变化而变化，且需要频繁地开启停止，效率也会降低。

4、复合控制策略

复合控制策略以功率跟随为主，以恒温器控制为辅。其基本思路如下：SOC值较低或者是负载功率较大时，发动机启动；SOC值较高或负载功率较小时，发动机关闭。这样既可使发动机尽可能地运行在高效区，又能减少电池组频繁充放电引起的损耗，保证排放和燃油经济性最佳。

5、仿真分析

以串联式混合动力汽车默认车型为例。

仿真工况如下：

恒温器控制策略中，SOC最佳工作区间设置为0.4~0.8。

由仿真结果可以看出，发动机一直随SOC的波动开启或关闭。符合恒温器控制策略需求。

通过充放电效率图可以看出，整个循环过程中效率都很高，充放电均在0.9以上。

功率跟随控制策略仿真结果如下图所示：

由仿真结果可知，功率跟随控制策略与恒温器控制策略最大的不同在于发动机效率图。在功率跟随控制策略中，发动机的工作路径是一条曲线。

分析完以上两种控制策略后，接下来进行复合控制策略。这种控制策略尽可能使发动机工作在高效区，且蓄电池保持较高的SOC值。

复合控制相对于功率跟随控制策略，具有更好的行驶动力性和燃油经济性。评价指标包括：0~60km/h加速时间/s，最高车速，油耗及排放，这里就不具体展开，大家可以自己仿真计算。

6、小结

通过ADVISOR软件，分析了三种串联式混合动力汽车的控制策略（恒温器控制策略，功率跟随控制策略和复合式控制策略），仿真结果表明，复合控制策略在排放性能、燃油经济性及动力性上均优于恒温器控制策略和功率跟随控制策略。

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