插電式混合動力汽車的熱模型與控制分析

對于電動汽車來說，由于缺少發(fā)動機的余熱而需要消耗更多的能量，因此溫度控制對整車的控制及性能的影響變得越來越重要。美國阿貢國家實驗室在熱環(huán)境室中對插電式混合動力版豐田普銳斯進行了測試，并且基于測試數據對整車控制及性能進行了分析。阿貢國家實驗室的測試設備能夠實現在不同溫度下對車輛進行測試，進而建立車輛的熱模型以表征溫度對車輛性能的影響。

插電式混合動力版豐田普銳斯在測功機上的不同溫度下進行了多個行駛工況的測試。測試時，室內環(huán)境溫度分別設定在-7℃、21℃、35℃。試驗測試的數據可以在阿貢國家實驗室的官方網站上獲取，利用這些數據可以建立整車的仿真模型。

為了建立車輛部件的熱模型，需要研究溫度對部件效率的影響。通過測試數據可以獲得發(fā)動機效率隨溫度變化的Map圖。由于電池受溫度影響比較大，因此為了搭建電池的仿真模型，通過測試數據可以分別獲得電池效率、電池內阻隨溫度及SOC的Map圖。利用這些Map圖可以建立相應的熱模型。

考慮到溫度對整車的影響，整車控制策略需要遵循以下原則：①模式控制（發(fā)動機起停），發(fā)動機起停由功率需求、電池SOC和冷卻液溫度來決定；②能量管理，CD（電量消耗）模式下需求功率由電池提供，CS（電量維持）模式下利用發(fā)動機功率維持電池電量SOC平衡，同時控制電池包的溫度在合適的范圍內。

NamwookKimetal.SAE 2015-01-1157.

編譯：張冬冬