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系统综合效率优化的插电式混合动力车辆的能量管理策略

2021-04-20童盛稳

汽车安全与节能学报 2021年1期
关键词:发动机效率优化

童盛稳,陈 韬,谢 辉

(内燃机燃烧学国家重点实验室,天津大学,天津 30007,中国)

插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)可通过外部电网和发动机做功2种方式获取电能[1],实现较长的纯电里程;采用混合动力的方式工作,降低了燃油消耗,避免了里程焦虑[2]。因此,在插电式混合动力系统工作过程中,必然存在能量之间的转换和能量源自身效率变化导致的能量损失。与纯电动汽车和传统混合动力汽车不同,在运行中,PHEV车辆电池中储存的能量来源是变化的,电池储电的等效效率会随着时间改变,并造成实际运行中系统综合效率的动态变化[3]。

插电式混合动力车辆处于发动机充电模式时,电池储电的等效效率受该时刻发动机工作效率影响,因此导致整个系统的综合效率具有动态性和耦合性的特点。PHEV综合能效的变化最终会影响能量管理策略的运行效果。能量管理策略是混合动力系统能量管理的基础和核心。混合动力的能量管理策略能效评价方法主要有以下3类:

第1类,以等效系统油耗作为综合能效评价指标。等效油耗最低策略(equivalent consumption minimization strategies,ECMS)是应用最为广泛的能量管理策略。该方法通过等效因子将电能消耗转换成等效油耗,并将实际燃油消耗和等效油耗之和作为能效评价指标[4-5];但等效因子没有确切的物理意义,因此,用等效因子的方法来实现电能的转化,在PHEV中用无法解决能效的耦合性及动态性的问题。

第2类,以等效功率作为综合能效评价指标。Jinglai WU[6]以最小化系统等效功率为优化能效指标,进行混合动力系统能效优化,考虑了实际转化过程的效率对电能进行转换,有效提升了系统能效。……

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