基于ADVISOR的插电式混合动力汽车驱动控制系统设计(3)
1.2 国内外插电式混合动力汽车研究现状
1.2.1国外研究情况
(1)美国
(2)日本
(3)欧洲
1.2.2我国研究情况
1.3混合动力汽车的关键问题
本文要研究的对象：插电式混合动力汽车也是目前国内所研究的新型汽车的一种，采用并联式结构，但与传统的燃油汽车和纯电动汽车相比，驱动系统的结构及主要部件的工作条件具有明显的不同。燃油汽车的发动机功率必须按最大功率来选取，而对于插电式混合动力汽车，其发动机只要提供平均功率，工作效率高于燃油汽车；纯电动汽车的电机和电池的功率必须满足车辆性能的要求，电池组的容量要满足行驶里程要求。而插电式混合动力汽车的辅助驱动系统只提供峰值功率，行驶里程与容量无关。归纳起来，以下技术问题在发展插电式混合动力汽车需重点解决。
1.3.1电池及电池管理系统
混合动力汽车上的电池其使用状况不同于电动汽车，在工作中电池处于非周期性的充放电循环中，这就要求电池有较高的充放电速率和效率。因此，插电式混合动力汽车所用电池在需要高能量密度(Wh/kg)的同时，更重要的是要具有高的功率密度(W/kg)，以便在加速和爬坡时能提供较大的峰值功率。电池的性能和寿命与电池的充放电历史、电池工作温度等因素密切相关，过充电和过放电严重影响电池性能甚至造成电池损坏。所以，通过电池管理系统对屯池工作过程和工作环境的监控，提供准确的电池剩余电量预测，对充分利用电池能效，延长电池使用寿命具有重要意义。研究与开发高性能、低成本、长寿命的电池及其管理系统，仍然是发展混合动力电动汽车的关键问题之一。
1.3.2驱动系统控制
驱动系统的控制策略要能通过实时分析汽车的行驶状况、发动机和电机的扭矩特性以及电池SOC大小等信息，决定插电式混合动力汽车的工作模式，确定发动机与电动机的合理工况点。
1.3.3电机及控制系统
混合动力电动汽车上使用的电动机有直流电机、永磁无刷电机、感应电机、开关磁阻电机等。研究开发体积小、重量轻、工作可靠、动态响应好的电机，对混合动力电动汽车进一步提高动力性和经济性极为重要。当车辆下坡行驶或制动减速时，电动机应能工作于发电机状态。将制动时的机械能转化成电能，并存储到蓄电池中。
1.4本课题研究的主要内容和目的
插电式混合动力汽车采用并联式结构，电池组容量相对较小(2—6 kWh)，由发动机提供匀速行驶时的平均功率需求，当加速或爬坡需要较大功率时，由电池和电动机组成的插电式部分补充输出驱动功率。混合动力汽车动力性能、燃料经济性以及废气排放效果的好坏，在很大程度上取决于车辆驱动系统参数的合理匹配以及车辆行驶过程中对各部件的协调控制。传统燃油汽车的发动机使用工况多数是偏离其最佳工作区域，未能实现动力传动系统的最佳匹配。因此，通过合理匹配混合动力汽车的驱动系统，制定适合于车辆行驶工况的控制策略，对于提高汽车行驶效率，降低燃油消耗和尾气排放具有较大的潜力，是一个值得研究的课题。
对于汽车的动力性能和燃料经济性水平，通常是在进行实车道路试验之后给予最后评价。这样做不但周期长，成本高，而且在产品设计阶段对整车及各总成方案的确定、结构参数的选择、传动系参数与发动机的匹配等具有一定的盲目性，可能遗漏较优的方案，造成浪费。如果在设计阶段，根据有关设计参数和驱动系统控制策略，利用计算机仿真模拟对汽车动力性和燃料经济性进行预测，可以考察驱动系统参数是如何影响汽车动力性和燃油经济性，并对其进行优化设计。此外，按预定的程序模拟各种行驶工况，包括瞬变的非稳定工况，能全面地预测汽车在多种工况下的动力性能和燃油经济性。