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基于智能网联技术的PHEV整车能量管理方法

2019-03-15 20:24:53·  来源：联合电子  
　
近年来，随着汽车工业的迅猛发展，汽车在给人们出行带来方便的同时，也造成了环境问题的日益突出。为了应对能源危机和环境问题，发展低排放和低能耗的新能源汽车
近年来，随着汽车工业的迅猛发展，汽车在给人们出行带来方便的同时，也造成了环境问题的日益突出。为了应对能源危机和环境问题，发展低排放和低能耗的新能源汽车成为了当今汽车工业界的主流。插电式混合动力汽车（plug-in hybrid electric vehicles, PHEV）作为传统混合动力汽车向纯电动汽车过渡的车型，其主要有以下特点：1）它有两个动力源，即发动机和驱动电机；2）它的动力电池容量大，驱动电机可单独驱动车辆行驶；3）当动力电池电量耗尽后，它可外接充电，纯电行驶里程相对较长。因此，插电式混合动力汽车在未来一段时间内将是一种极具竞争力的新能源汽车。

目前，很多用户将车辆用于日常的通勤使用，理想的应用场景是纯电驱动车辆，到达公司后或者晚上回家后进行外接充电。然而，由于车辆的持续使用，动力电池损耗加剧，车辆的纯电续航里程会降低，此外，部分用户的通勤里程本身较长，PHEV的纯电行驶里程不能覆盖通勤使用，此种情形下则需要起动发动机驱动车辆。按照现在普遍的PHEV整车能量管理策略，当车辆起动后首先使用纯电模式行驶消耗电能，当电量耗尽后起动发动机进入混动模式（如图1所示）。此策略所存在的主要问题是没有考虑到实际行驶工况的变化对整车能耗的影响。例如当车辆处于高速运行阶段时，此时发动机处在高效运行区域，因此此时应该启动发动机来驱动车辆；而当车辆处于拥堵工况时，应该更多启用电机来驱动车辆，因为在低速工况下电机比发动机具有更高的效率。
 
图1 传统PHEV整车运行模式

由上述我们可知，为了合理的使用PHEV车辆的动力源，实际行驶工况的获取至关重要，此外，天气状况、环境温度、时刻和是否工作日等信息对整车能量的使用也很重要。获取了相关信息后，如何设计PHEV整车能量管理策略来降低整车油耗，联合电子对这一问题进行了深入的研究，并提出了自己的解决方案，其方案的系统架构如图2所示。
 
图2 基于智能网联技术的PHEV整车能量管理系统架构

随着互联网技术的发展，各种地图服务商已经能为我们提供某条路段上精确的交通与路况信息，主要包括平均车速、行驶里程、行驶时间、限速、行驶方向、收费站、车辆GPS位置等，此外我们还可以从相关网站获取时刻、天气等信息。我们将实时获得的这些信息存储至云平台，并根据这些信息在云平台上部署了全局能量优化策略，此策略会根据全局路况信息实时计算车辆的最优SOC轨迹并传输至车辆，而且此策略还会以一定的频率刷新来适应路况信息的变化，从而最终达到整车能量的最优利用，并降低整车油耗。在此优化策略下，动力电池的SOC轨迹如图3所示。
 
图3 全局最优的PHEV整车运行模式


结论

节能减排是汽车行业永恒的话题，基于智能网联技术的PHEV整车能量管理方法能基于驾驶员行驶路段的相关路况信息，并结合天气、温度等信息，从全局的角度优化使用整车能量，为PHEV整车能量的优化利用提供了新思路。
 
 
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