混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究

"该文档是上海交通大学李卫民博士的学位论文，研究混合动力汽车的控制系统与能量管理策略。论文中详细探讨了混合动力电动汽车（HEV）的关键组件及其交互，涉及电池管理系统（BMS）、车载高压安全模块（ID01）、内燃机控制系统（ECU）、自动机械变速器（AMT）/离合器控制（TCU）以及混合动力系统的参数显示仪（DPLY）。论文还建立了一个基于DSP芯片TM320F2812的整车控制器，并设计了多种能量管理策略，如动态规划和神经网络动态规划，以实现高效能和环保的驾驶效果。" 混合动力汽车控制系统是车辆节能减排的关键技术之一，其核心在于如何有效整合和管理不同动力源。"强华一号"HEV控制系统包含强电部分如逆变器、变频器和电动机控制器DMCM，以及弱电部分如单片机系统和控制电路。DMCM是电动机运行的指挥中心，依据VCU（整车控制器）的指令和自身算法来控制电动机的驱动模式、转速和扭矩，实现转矩闭环控制。 电池管理系统BMS监控电池组的状态，包括电池的安全、荷电状态（SOC）算法、充放电控制以及单体电池的电荷均衡，同时进行热管理，确保电池组的稳定工作。车载高压安全模块ID01负责高压电的安全，能够根据HCU（混合动力控制单元）指令执行高压电的接通、断开和预充电等操作。 内燃机控制系统ECU管理内燃机的运行，执行启动、停机和运行模式的控制，同时进行故障诊断和失效控制。AMT/离合器控制TCU则负责汽车的起步和换挡，与VCU协同完成换挡过程。 混合动力汽车的能量管理策略是优化性能和环保的关键。论文中提出了动态规划、随机动态规划和神经元动态规划等多种方法，以实现最佳的燃油效率和排放减少。这些策略通过实验建模和仿真平台进行验证，生成的控制策略可以直接转化为C代码，应用于整车控制器中。 论文强调了整车控制器的重要角色，它基于高性能DSP芯片TM320F2812设计，为复杂能量管理算法提供了硬件支持。实际测试表明，混合动力系统能够实现预期的工作模式切换，驾驶性能优良。 这篇博士论文深入探讨了HEV的控制系统设计和能量管理策略，旨在提升HEV的经济性和环保性，为混合动力汽车的技术进步提供了理论基础和实践参考。