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可以这样讲，混合动力汽车控制策略（含插电与非插电）是新能源汽车控制中最难的几个控制问题之一，是涉及机械、电气、液压、电控等多个领域交叉的控制。想做好混动控制，既需要扎实的理论基础，更需要日积月累的经验。任何一款混动产品，需要一代接一代去迭代，去优化，才可能越做越好，丰田、本田等行业大拿也不例外。 最近两三年，有幸在车企参与过几款混动项目的开发，经验不多，但是可以把自己对混动控制的体会写出来，与大家一起分享讨论，欢迎大家提问或质疑。如果都慢慢写出来说，可能十几篇也说不完，我会挑核心的写几篇与大家交流。所以，这一篇文章我们从混动控制策略架构开始，谈谈我的理解。 我把混动控制策略分为4个层级：模式控制、SOC平衡控制、扭矩分配、部件控制，其中后三个层级要时刻受到系统能力约束。具体如下图（这个图昨晚花了1个小时才确定，后面有时间将每个层级写一篇文章展开来讲）：  模式控制 模式控制主要任务是让车辆始终处于最为合适的模式，从而拥有较好的经济性、动力性。混动车构型不同，包含的模式种类也差异很大，主要有纯电模式、串联模式、并联模式、ECVT模式（THS构型独有）。复杂的混动构型可能还有多个档位，也是模式划分需要考虑的。一般情况下，纯电模式适用于高SOC工况；串联模式适用于低SOC低车速工况；并联模式使用于低车速高车速；ECVT模式适用于中高车速工况。插电式混动与非插电式混动的模式划分有一些差异（SOC平衡点不同），以后的文章会具体提到，这里不展开说。一般混动构型的动力部件匹配完成后，根据各部件的外特性以及效率map、系统各种约束，就可以初步给出模式划分的边界条件，主要参考的状态有：车速、加速踏板开度、soc、电池充放电能力等。模式控制的输出是当前车辆的请求模式，是整个策略的最顶层，直接决定后面各层级的控制调度。 SOC平衡控制 SOC平衡控制主要工作是计算发动机的目标功率，使得SOC始终维持在合理的水平，既有提高良好的后备功率，也能保持良好的经济性。发动机目标功率计算主要参考以下三点：驾驶员需求功率、电池为维持电量平衡的期望充放电功率、附件功率等。其中，电池的期望充放电功率是SOC调节的关键，需要保证在任何工况下都保证电池soc处于合理水平。一般来说，SOC高于目标范围时会让电池保持放电状态（发动机少出力），SOC低于目标范围会让电池处于充电状态（发动机多出力），SOC处于目标范围内就尽量维持电量平衡（发动机出力不多不少）。SOC平衡控制的输出是发动机目标请求功率，是扭矩分配的基准。 扭矩分配 扭矩分配可以分为两部分来说：稳态模式下扭矩分配和过渡态下扭矩分配。 第一，稳态模式下，各动力部件需要协调配合出力，保证轮端扭矩符合驾驶员需求。如果发动机完全按照电量平衡后的请求输出，则这部分比较简单，发动机按请求执行即可，剩余需求其他电机完成。但是，这样可能不是最经济的，电量平衡请求的功率可能不是发动机的最经济区域。如果发动机可以在电量平衡请求功率基准上做适当调整，去实现最优经济性，那这块可能还需要我们做一些优化工作。稳态扭矩分配的主要难点是电量平衡策略与发动机最优工作区间之间的权衡，这个问题很大，以后再说。 第二，在模式切换过渡态，为了保证平顺性，需要主动对动力部件进行调速或调扭，使得扭矩过渡平顺。对于有离合器的构型，有的还需要考虑进行滑摩来保证扭矩交换的平顺，这个问题也很复杂。扭矩分配的输出就是对各部件的扭矩请求，包括发动机、电机、发电机等，也包含对离合器的压力控制请求。 部件控制 部件控制属于执行器层级的控制，相对比较简单。各部件结合工况按照请求指令，响应指令即可，某些特殊工况需要对响应的扭矩或压力曲线做梯度约束。部件控制的输出就是VCU最终的指令给到各ECU进行具体的动作，其中发动机启停状态、离合器实际接合状态决定了模式控制的跳转。 系统能力约束 系统能力约束就是部件的设计物理极限、部件的外特性、电池的充放电功率等条件对整个系统下各部件的功率、扭矩、转速上的约束。系统能力约束贯穿整个混动策略，对系统的保护、扭矩的分配有较大影响，是必须考虑的内容。系统能力约束的输出是对发动机扭矩、电机功率、发电机功率等的限制。 有了基本架构，后面无论我们是对某个层级的核心问题点进行讨论，还是对某一构型去分析各层级的基本策略，就十分方便了。 以上，就是个人对混动控制策略的认识（想了多少就写多少，不对的地方欢迎讨论）。 关注微信公众号"新能源汽车控制"，了解更多精彩内容。 文章来源【新能源汽车控制】版权归原作者所有 |
