【车辆控制】交通拥堵对混合动力汽车节能动力总成控制Matlab实现-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/matlab_dingdang/article/details/149158969

✅作者简介：热爱科研的Matlab仿真开发者，擅长数据处理、建模仿真、程序设计、完整代码获取、论文复现及科研仿真。

🍎 往期回顾关注个人主页：Matlab科研工作室

🍊个人信条：格物致知,完整Matlab代码及仿真咨询内容私信。

🔥 内容介绍

在城市交通日益繁忙的背景下，交通拥堵已成为常态。这种状况不仅延长了出行时间，也对混合动力汽车的节能动力总成控制产生了显著影响。混合动力汽车凭借燃油发动机与电动机协同工作的优势，在节能方面表现突出，但交通拥堵带来的频繁启停、低速蠕行等特殊工况，打破了动力总成的常规工作模式。深入研究交通拥堵对混合动力汽车节能动力总成控制的影响，并探索有效的应对策略，对提升混合动力汽车的节能性能和经济性至关重要。

一、交通拥堵下混合动力汽车行驶特性分析

（一）车速与行驶状态变化

在交通拥堵场景中，混合动力汽车的车速呈现出明显的不规则波动特征。车辆频繁经历启动、加速、减速、停车的循环过程，平均车速较低，常处于 10 - 30km/h 的低速区间，甚至会长时间处于怠速状态。这种行驶状态与顺畅道路上的稳定行驶截然不同，使得车辆的动力需求复杂多变，对动力总成的响应速度和能量管理能力提出了更高要求。

（二）行驶工况对能量需求的影响

频繁的启停和低速行驶导致车辆的能量需求具有瞬时性和间歇性。启动和加速阶段需要较大的瞬时功率来克服车辆惯性和行驶阻力，而减速和停车阶段则会产生大量的制动能量。此外，由于行驶速度低，传统燃油发动机难以维持在高效工作区间运行，导致燃油经济性下降；同时，电动机在频繁的小功率输出和能量回收过程中，也面临着效率优化的问题。因此，在交通拥堵工况下，如何合理分配燃油发动机和电动机的工作模式，高效回收制动能量，成为混合动力汽车节能动力总成控制的关键。

二、交通拥堵对混合动力汽车节能动力总成的影响

（一）燃油发动机工作效率降低

交通拥堵时，燃油发动机长时间处于怠速、低速或频繁加减速状态，无法维持在最佳工作转速和负荷区间。在怠速工况下，发动机燃油消耗主要用于维持自身运转，不产生有效驱动力，燃油利用率极低；低速和频繁加减速过程中，发动机的燃烧效率下降，废气排放增加，同时机械摩擦损失相对增大。例如，某款混合动力汽车在畅通道路上燃油发动机的工作效率可达 35% - 40%，而在交通拥堵工况下，效率可能降至 20% - 25%，极大地影响了整车的节能效果。

（二）电动机与电池系统的挑战

电动机在交通拥堵工况下需要频繁地进行启动、加速和能量回收操作。频繁启动和加速要求电动机能够快速输出大扭矩，但这会增加电动机的电流和功率损耗；能量回收过程中，由于车速低、制动强度小，可回收的能量有限，且频繁的充放电循环对电池的寿命和性能产生不利影响。此外，如果电池管理系统不能根据拥堵工况合理控制电池的充放电深度，可能导致电池过热、容量衰减加快，进一步降低混合动力汽车的节能性能和可靠性。

（三）动力总成能量管理难度增加

交通拥堵工况下复杂多变的行驶状态，使得混合动力汽车动力总成的能量管理变得更加困难。传统的能量管理策略往往基于常规行驶工况设计，在拥堵场景下难以实现燃油发动机和电动机的最优协同工作。例如，在频繁启停时，无法准确判断何时启用燃油发动机、何时使用电动机驱动，或者在制动能量回收过程中，不能合理分配回收能量的存储和利用，导致能量浪费和燃油消耗增加。