1.课题来源及背景
该项目为河南省科技攻关计划项目;项目编号:152102210073。
目前,实施公交优先战略已成为缓解我国城市交通拥堵问题的重要措施。客车作为城市公交的主力军,其高油耗和高排放问题成为实施公交优先战略必须要面临的问题。PHEB可以利用晚间低谷电力对车载电池进行均匀充电,不仅大大提高了节油率和排放性能,续驶里程也能很好地满足使用要求。PHEB在行驶过程中,整车控制器按照一定的控制策略将功率需求在发动机和电驱动系统之间进行合理分配,从而优化发动机的工作区域,提高整车效率,降低排放。PHEB具有投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高等特点,引起各大客车供应商和城市公交管理部门的广泛关注,被认为是未来一段时间内城市公交的主流清洁车型。
2.研究目的及意义
目前城市PHEB的节能减排效果并不令人满意,尤其是PHEB实际节油率和排放降低率最高只有40%左右,这与PHEB的最大潜力(60%)还有很大差距,其主要原因在于目前的PHEB控制策略多是针对某一种或几种标准工况进行的优化,然而城市交通环境极其复杂,高峰时段的客流量可达平峰时段的数倍,而平均车速仅为平峰时段的几分之一,繁华路段与市郊路段的平均车速和客流量同样也相差数倍,另外,城市客车速和载客量还和时间(工作日和休息日)和天气有很大关系。总之,城市公交工况的随机性和载客量的实时多变性成为当前PHEB能量管理的最大挑战,它使得按照一种或几种标准工况优化的整车能量管理策略在真实城市工况下的节油率和排放性能大打折扣。
3.主要论点与论据
本项目综合运用汽车理论、统计学、信息技术和控制理论等多学科理论和方法,对影响PHEB工作性能的驱动工况和载客量变化进行深入分析和研究,提出基于工况和载客量预测的PHEB功率预测算法,并应用于PHEB的整车能量管理策略优化,最大可能地提高PHEB整车经济性,降低排放。该项目研究不仅可以提高驱动工况和客流量预测的准确性,而且可以为新的控制理论和统计方法应用增添新的内容。
性能指标:本项目研究开发的基于等效油耗的优化控制策略可以在不增加硬件成本的情况下,采用电网电力,使得原来可降低燃油消耗40%的混合动力汽车综合油耗再降低20%左右,达到60%以上。
4.创见与创新
研究方法上体现在机电、控制和信息工程等多学科交叉,技术方案上体现在汽车技术与交通管理融合,实验手段上体现在模拟仿真与道路试验并重,并且研究成果兼顾先进性和实用性。
5.社会经济效益,存在的问题
该技术已成熟应用于宇通混合动力电动客车,包括ZK6120CHEVNPG21、ZK6105CHEVG41等插电式混合动力客车车型,相关车型已累计销售1141台,直接销售收入7.49亿元。相关成果已批量应用于宇通混合动力城市公交客车与插电式混合动力城市公交客车,还可广泛应用于各种用途的商用车以及乘用车,应用前景广阔。测试结果显示,实际线路节油率8.2%,排放降低5.6%,节能减排效果达到国际先进水平,产品性能稳定,客户满意度高。 |