TTR汽车等效燃油消耗最小的能量管理策略研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.02.013

摘要/Abstract

摘要：

为改善通过路面实现动力耦合与电池充电的TTR汽车经济性，分析TTR汽车结构及工作模式，基于等效油耗最小的能量管理策略（ECMS），计算固定等效因子（CECMS）；为使电池SOC保持稳定并控制发动机工作于低燃油消耗区，将行驶所需发动机等价总转矩及电池SOC模糊化，制定等效因子的模糊控制规则，而提出模糊自适应等效燃油消耗最小控制策略（FAECMS）。利用MATLAB/Simulink建立包含TTR汽车动力学的CECMS、FAECMS模型，选取FTP75、CLTC、WLTP 3种标准工况，当电池SOC初始值为60%时进行仿真计算，得出FAECMS相对CECMS在3种工况下电池SOC更稳定，并分别节约燃油5.5%、2.6%、8.3%。

关键词: TTR汽车, 等效燃油消耗, 模糊控制, 能量管理策略

Abstract:

To improve the economy of through-the-road （TTR） vehicle， which realizes dynamic coupling and battery charging through-the-road， a fuzzy adaptive equivalent fuel consumption minimizing strategy （FAECMS） is proposed in this paper. After analyzing the structure and working modes of TTR vehicle， the constant equivalent factor ECMS（CECMS） is calculated based on equivalent fuel consumption minimizing strategy （ECMS）. In order to keep the battery SOC stable and control the engine to work in low fuel consumption area， the total equivalent torque of the engine for driving and the battery SOC are fuzzed and fuzzy control rules of equivalent factor are established. CECMS and FAECMS models including TTR vehicle dynamics are established by MATLAB/Simulink. Under the three types of standard working conditions of FTP75， CLTC and WLTP， when the initial value of battery SOC is 60%， simulation calculation is carried out. The results show that the battery SOC is more stable with FAECMS， and compared with CECMS， the fuel of FAECMS is saved by 5.5%， 2.6% and 8.3% respectively.

Key words: TTR vehicle, equivalent fuel consumption, fuzzy control, energy management strategy

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图/表 26

图1

表1

TTR汽车整车参数"

参数	数值
整车质量m/kg	1 450
车轮半径r/m	0.35
旋转质量换算系数	1
空气阻力系数C_d	0.3
最大迎风面积A/m²	2.3
滚动阻力系数f	0.015
主减速器速比i₀	4
变速器传动比i_g	［3.6， 2.215， 1.458， 1， 0.857］
发动机最大转矩T_emax/（N·m）	160
发动机转速范围/（r·min^-1）	800~6 000
电机最大转矩T_mmax/（N·m）	400
电机最大转速/（r·min^-1）	1 200
电机最大功率P_mmax/kW	10
电机传动效率 $δ t r a$	0.9
电池容量Q_max/（A·h）	8
电池额定电压U/V	340

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参考文献 16

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序号	工作模式	发动机状态	电机状态
1	纯发动机驱动	驱动	关闭
2	纯电机驱动	关闭	驱动
3	混合驱动	驱动	驱动
4	制动能量回收	关闭	发电
5	驱动充电	驱动	发电

等效因子i		SOC
等效因子i		NB	NS	ZE	PS	PB
所需总转矩T_a	NB	PS	PS	ZE	NS	NB
	NM	PS	PS	ZE	NS	NB
	NS	PB	PS	ZE	ZE	NS
	ZE	PB	PS	PS	ZE	NB
	PS	PB	PS	PS	ZE	NB
	PM	PS	ZE	NS	NS	NB
	PB	PS	ZE	NS	NS	NB

工作模式	FTP75（s）/频次		CLTC（s）/频次		WLTP（s）/频次
工作模式	FAECMS	CECMS	FAECMS	CECMS	FAECMS	CECMS
1	26/11	25/17	23/14	20/14	19/33	21/76
2	513/144	544/139	499/159	499/182	506/264	508/285
3	64/80	45/103	74/160	94/152	34/428	49/465
4	786/89	786/89	765/87	765/87	669/75	669/75
5	237/88	226/104	230/153	210/104	192/396	175/416

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