科技创新蓄电池混合动力汽车控制策略设计及仿真.pdf

A版 柴油发动机 ／蓄电池混合动力汽车 控制策略设计及仿真 周 苏 张爱晖 纪光霁 (1．同济大学汽车学院，2．同济大学新能源汽车工程中心，3．同济大学中德学院，上海 201804) 【摘要】 针对采用柴油发动机和蓄电池作为动力源的并联式混合动力汽车，建立了基于Matlab／Simulink 的车辆纵向动力学和驾驶员模型 ，并设计了功率跟随式控制策略。该控制策略将车速、负载和蓄电池 SOC作为 控制变量，以降低颗粒物与氮氧化物排放、提高燃油经济性为 目标，采用 Stateflow实现。基于新欧洲行驶循环的 仿真结果表明，采用该混合动力驱动系统能较好的满足整车动力性要求，在降低燃油消耗的同时显著提高排放 性能。 【Abstract】 AimingatthePHEV (parallelhybridelectricvehicle)poweredbydieselengine andbattery，amodelforlongitudinaldynamicsofvehicleand driverisestablishedbasedonMatlab／ Simulink．Alsoapower—followercontrolstrategyisdesigned．Thisstrategytakesvehiclespeed，load andbattery SOCasdecision—makingvariables．ItusesStateflowtryingtoreducePM (particulatemat— ter)andNOX (nitrogenoxide)emissionsandtoimprovefueleconomy．TheresultbasedonNEDC showsthatthissystem canproperlymeettherequirementofvehicledynamicperformance，andcanpro- moteemissionperfomr anceandmeanwhilereduceruelconsumption． 【关键词】 混合动力汽车 柴油发动机 控制策略 排放性能 doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2012．09．O1 作用。 0 引言 1 整车动力系统结构与建模 在全球环保形势 日益严峻的情况下，降低尾 气排放已成为车辆设计过程 中的重要任务 。混合 根据拓扑结构的不同，混合动力驱动系统可 动力驱动系统凭借发动机与电动机的协 同合作， 分为并联、串联和混联式。其 中，并联式可通过在 在保障动力性的同时减少 了尾气排放和燃油消 传统驱动系统上加入 电气模块实现，具有效率较 耗，是现阶段汽车技术的重要研究方 向。作为整 高、结构简单的优点。图1所示为本文所研究车 车控制的核心，控制策略根据行驶过程 中的具体 辆 的动力系统结构，该车辆为后轴驱动，采用并联 工况选择合适的驱动模式，并协调两动力源之间 式混合动力系统。根据所处的工况，车辆所需的 功率的分配，对混合动力车的性能起着决定性的 驱动力既可 以由柴油机或电机单独提供，也可 由 收稿 日期 ：2012—07—04 上海汽车 2012．09 · 3 · 两者共同提供 。 — — 机械连接 n~o／(min) (a)柴油发动机燃油消耗万有特性图 图 1 动力系统结构 柴油