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本田i-MMD混合动力系统的开发(上)
来源:汽车维修与保养  作者:佚名  2022-11-07 09:07:16

四、控制系统
1.控制系统配置
    图5所示为SPORT HYBRID i-MMD系统的框图。动力传动系部件的控制单元,包括发动机、电藕合CVT带有内置电动机和发电机、PCU和IPU,它们通过具有冗余设计的控制器局域网(CAN)进行通信。此外,电动伺服制动器和空调用全电动压缩机等相关部件通过CAN通信,根据环境和驾驶条件进行协同控制。下面描述功率管理控制,特别是与燃料经济性能和各种约束下的驾驶性能相关的控制。
2.电源管理控制的主要目标
    电源管理的主要目标是:(1)提高每种驾驶模式的燃油经济性;(2)通过切换驱动模式提高燃油经济性;(3)在各种限制条件下确保驾驶性能。关于(1)和(2),可以通过考虑驾驶员的加速和减速意图以及每个组件的约束和效率特性来提高燃油经济性性能。关于(3),例如,当电池电量限制的输出时,通过在组件之间执行协调控制以使得相对于电动机输出的电力的任何过剩或不足由发电机输出来补偿,从而确保驱动性能。用于实现上述目标的控制方法描述如下。
3.每种行驶模式下燃油经济性的提升
    运行发动机的SPORT HYBRIDi-MMD系统模式是指混合动力行驶模式和发动机行驶模式。每种模式下的燃油经济性主要取决于发动机的热效率。这意味着提高燃油经济性的关键是如何更有效地运行发动机,以及如何提高整个系统的效率。下面分别描述了这两种模式下发动机运行的概述。
(1)混合动力行驶模式下的高效运行
    在混合动力行驶模式下,没有从发动机到车轮的机械传动路径。也就是说,车速与电动机速度成正比,而不受发动机和发电机之间的转速的限制。这意味着相对于车速可以任意设定发动机转速。因此,基本上使得发动机工作点追踪控制在发动机输出的最小BSFC线区域。此外,如图6所示,在蓝色最小BSFC线上,发动机输出被调整到效率更高的运行点。此时,产生的电力相对于电动机输出的任何过剩或不足都由电池能量补偿。
(2)发动机行驶模式下的高效运行
    在发动机行驶模式下,发动机和车轮通过一个固定的减速齿轮连接,因此发动机转速相对于车速是唯一确定的。图6中虚线显示了平路巡航时发动机转速与扭矩的关系。如果说在高速巡航区域采用发动机行驶方式,但是,平路行驶时发动机工作点会偏离最小BSFC线的低扭矩侧。在这种情况下,发动机以更高效的工作点运行,带来发动机输出扭矩的增加,而这种扭矩的增加被驱动电机的再生运行所吸收。相反,在发动机工作点偏离最小BSFC线的高扭矩侧的情况下,发动机输出扭矩要减小,差值由驱动电机驱动补偿。以这种方式,通过控制驱动电机再生发电或电动机驱动形式将发动机工作点收敛到更高效率区域。
4.通过切换驱动模式提高燃油经济性
    为了提高车辆的燃油经济性,有必要提高发动机的热效率,如“每种行驶模式下燃油经济性的提升”部分所述。以上,通过提高从发动机输出到车桥输出的能量传递效率,同时来提高整个系统的效率。SPORT HYBRID iMMD系统通过切换驱动模式实现更高的效率。
    图7所示为在CS模式下根据车速切换驱动模式的概述,图8所示为驱动力图和驱动模式操作区域。EV驱动模式主要选择在起步和城市等低速行驶范围内,以避免发动机低负荷运行导致燃油经济性下降。中速行驶时,考虑到发动机的热效率和锂离子电池的充电量之间的平衡,通过适当地在EV驱动和混合驱动之间或在EV驱动和发动机驱动之间切换的间歇操作来提高燃料经济性/放电损耗。在高速行驶时,适当选择混合动力驱动模式或发动机驱动模式之间切换,可以达到最高的能量转移效率。
 
 

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