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1、第7期机械设计与制造2007年7月MachineryDesign&Manufacture-77-文章编号:1001-3997(2007)07-0077-03并联式混合动力汽车的建模和仿真12高爱云付主木12(河南科技大学车辆与动力工程学院,洛阳471003)(东南大学自动控制系,南京210096)Modelingandsimulationofparallelhybridelectricvehicle12GAOAi-yun,FUZhu-mu12(He'nanUniversityofScienceand
2、Technology,Luoyang471003,China)(SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!【摘要】描述了并联式混合动力汽车(PHEV)仿真模型的建模思想,利用ADVISOR软件,建立!!!了PHEV的仿真模型,并以SP-PHEV2000为例,对所建模型进行了仿真。结果表明,所建立的模型和!!!提出的仿真方法是合理有效的。!!!关键词:混合动力汽车;建模和
3、仿真!!!【Abstract】Modelingideaofparallelhybridelectricvehicleisdescribed.UsingADVISORsimula!!!tionsoftware,modelofparallelhybridelectricvehicleisestablished.ThemodelissimulatedonSP-PHEV!!!2000.Theresultshowsthatthemodelandsimulationmethodarereasonableandf
4、easible.!!!Keywords:Hybridelectricvehicle;Modelingandsimulation!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"中图分类号:V46,TP391.9文献标识码:A1前言(1)预测PHEV在不同循环工况下的动力性、燃油经济性以及排放特性;并联式混合动力汽车(PHEV)部件中存在较多非线性环节,(2)观察功率在发动机、电动机和电池组之间的分配情况;且各部件之间相互作用复杂。判断不同设计方案间优劣情况和
5、(3)评价不同的设计方案和控制策略或控制方法的优劣;测试各种控制策略实际效果的方法通常有三种:建立汽车原型、(4)分析汽车是否能够满足各种循环工况的功率要求。做大量试验和采用仿真技术,其中前两种耗时较大,且需要大量的人力、物力和财力[1]。而采用仿真技术不仅便于灵活地调整设2.2仿真模型的建模思想计方案,优化设计参数,而且可以降低研究费用,缩短开发周期。对于PHEV动力系统的仿真(图2)模型基本采用模块化的2仿真模型的建模思想思想,各系统子模块间通过一定的总体构造关系进行联系与计算,这样便于模型的建
6、立与修改。汽车仿真模型的总体构造方法2.1仿真模型的主要功能有反向建模、正向建模和混合建模三种[2]。反向仿真模型从满足并联式混合动力汽车结构简图如图1所示。由图1可知,循环工况要求出发,计算动力系统各部件必须提供的转矩、转速PHEV的驱动系统由发动机、牵引电机以及电池等众多的关键和功率等,仿真信息沿整车阻力模型、车轮模型、传动系统模型部件组成,且其控制策略也有多种形式。为了在设计初期就对整最终到达动力总成模型。反向建模与仿真不考虑驾驶员的意图车性能有可靠的把握,对整车进行建模和仿真研究是非常必要以
7、及动力系统(尤其是离合器和变速器)的动态过程,计算步长的。仿真模型主要实现的功能,如图1所示。较大,且计算速度快。正向仿真模型中,系统输入为加速踏板信号和制动踏板信号,计算路线是将两个踏板信号转换成整车行123驶的扭矩或功率需求,在整车控制模块中根据控制策略提出的4对各总成的扭矩需求,动力总成模型根据该扭矩需求及其能够提供的扭矩限制向传动系统输出扭矩,经过车轮模型最终到达整车阻力模型,输出车速。采用混合仿真方法,利用在Matlab和Simulink软件环境下76开发的电动汽车仿真软件ADVISOR,
8、分别建立汽车动力学模5型、发动机模型、电动机模型、蓄电池模型和传动系模型,通过分图1并联式混合动力汽车结构简图1.发动机2.扭矩合成器3.变速器4.主减速器5.驱动轮析各部件总成,修改相应各总成参数,最后在Simulink中仿真6.电动机/控制器7.蓄电池组运行。*来稿日期:2006-11-17-78-高爱云等:并联式混合动力汽车的建模和仿真第7期3.1.2发动机转速计算模型(3)式中:!fc,idle为发动机怠速转速;!fc,prev为前一时间步发动机转速;△t为仿
