混合动力轿车控制策略的仿真

混合动力轿车控制策略的仿真!张翔!钱立军!张炳力等

计算机应用

混合动力轿车控制策略的仿真

张翔!钱立军!张炳力!赵韩

%合肥工业大学机械与汽车工程学院!安徽合肥+5***F&

摘要!介绍了国家’G75(计划中)十五(重大专项电动汽车项目!采用的电动汽车仿真软件"#$%&’(+**+!并对国内某一混合动力轿车样车的控制策略进行建模与仿真的研究工作"该车与本田公司的混合动力轿车%-./012的动力系统结构相同!但是采用了不同的控制策略!因此在分析"#$%&’(的%-./012模型的基础上!重新设计控制策略模块并进行仿真!给出了结果和改进方案"

关键词!电动汽车*混合动力汽车*控制策略*仿真中图分类号!3H5"I=7F!,,*!+

文献标识码!"

文章编号!,**<J+<<K#+**=$*<J**+FJ*=

控制策略是混合动力轿车的灵魂!它根据汽车行驶过程中对动力系统的能量需求!动态分配发动机和电机系统的输出功率!使发动机尽量工作在最优工作区!从而达到降低能耗!改善排放的目的"通过仿真方法来辅助设计控制策略是当前混合动力轿车的开发趋势!它可以减少实验次数!加快开发进度"本文将介绍应用美国可再生能源实验室的电动汽车仿真软件"#$%&’()**+#,$仿真国内某一汽车企业的混合动力轿车样车的控制策略的研究工作"

收稿日期!+**=J*+J,F%修回日期!+**=J*5J,<

基金项目!国家)G75(计划!)十五(重大专项电动汽车资助项目%+**+""<*,5,*&

作者简介!张翔%,F6,J&!男!湖北!合肥工业大学副研究员!博士!从事电动汽车仿真方向的研究工作+

!混合动力轿车的模型

该混合动力轿车与日本本田公司的混合动力轿

车%-./012#+$的动力系统结构相同!采用3456789汽油机和,*:;直流永磁电机作为双能源!汽油机和电机同时连接到传动轴上!它们的转速相同"其中!电机同时具有电动机和发电机的功能"根据汽车的不同工况来辅助驱动或再生发电"配置为前轮驱动!手动<挡变速器!采用,==$镍氢电池组"

由于与%-./012的动力系统结构相同!所以该混合动力轿车的模型以"#$%&’(中%-./012模型为基础!重新设计了控制策略模块!同时修改了%-./012的发动机控制模块%>-0/->?-&和发动机模块%@A>B

C?-D>E2>E!燃料转换器!简称@C&的控制参数!其他模

件!合计+*美元!车!按,美元NGO7元%人民币&的汇率计算!折合,6+元!车*研制出的粉末冶金球头装车价

"

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

研制结果

%,&研制出的上,下球头的物理,力学性能,尺寸及几何形状精度见表<+

%+&台架试验

研制件于+**,年7月装入由东风汽车工程研究院,东风汽车公司工艺研究所,重庆汽车配件总厂组成的联合攻关小组所提供的上,下球头销总成中!模拟实际路况的多头加载强化试验装置上!根据-98L3J,+FJ,FFG.试验规范对其进行了可靠性考核!经过近<个月连续的台架验证!已顺利通过了不低于,**万次磨损的耐久性强化试验"

格6*元!车!其差价为,*+元!车!经济效益十分明显"

%+&基于国内技术力量,工艺装备及所制定的产品和工艺!采用国内的原,辅材料!能够制造出完全合乎产品设计要求的零件"研制的铁基粉末冶金大,小球头!其物理,力学性能,几何形状及尺寸精度均达到设计的目标!完全满足98,*5*轻型车使用性能的需求!并可推广到其他类似车型上"参考文献!

#,$黄培云!粉末冶金原理#P$!北京/冶金工业出版社!,FGG!#+$韩凤麟!粉末冶金机械零件#P$!北京/机械工业出版社!

#结束语

%,&参照其他进口件估算球头的进口价格/小球

,FF*!

#5$印红羽!张华诚!粉末冶金模具设计手册#P$!北京/机械工

业出版社!+**+!

#=$QRP费多尔钦科!粉末冶金原理#P$!北京/冶金工业出版

社!SF6=!

头=!<美元M件!大球头<!<美元!件!每台车上各装+

0+F0

计算机应用

型与.,/(012的模型相同!新设计的模型见图&!

汽车科技第!期"##$年%月

图&混合动力轿车的’()*+(,-模型

式中!%’&%’>&分别为当前时间步和下一时间步的汽车速度#"’&

!控制函数的设计

345.’67采用了独特的将前向仿真方法和后

"’>&分别为当前时间步和下一时间步的时间%

!"$制动踏板的加速度系数函数

制动踏板的加速度系数+-反映了汽车的减速度

向仿真方法相结合的混合仿真方法"8#!它的主要缺点是不能处理实际车辆中的可测量数据$例如在模型中不存在诸如节气门和制动器位置等控制信号$因此在控制策略的仿真中$不能直接对加速踏板和制动踏板等控制信号进行建模$必须将其转化为对车辆速度和加速度的处理%以下将建立其转化函数!

大小&其值为#表示制动踏板完全松开&没有制动力’其值为&表示快速踩下制动踏板&汽车以最大减速度减速%它的计算公式如下(

+-9+-):;

$$%

式中!+-):;为最大制动减速度&参考欧洲经济共同体标准"8#!制动减速度!!BC)@/"D定义+-):;9A!BC)@/"’

!"#加速踏板的位置系数函数

加速踏板的位置系数!"#表示加速踏板的当前位

$

$%&

控制策略模块模型的设计

控制策略模块的仿真原理

在345.’67软件的.,/(012模型中&控制策略模

置&其值为#表示加速踏板完全松开’其值为&表示加速踏板完全踩下&它的计算公式如下(

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"$9

%):;

9

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):;

!"!("=&>)?&"

)&*

块的计算过程"$#是(首先道路循环模块向车辆模块输出请求车辆的行驶速度&车辆模块和其他模块计算出对动力系统的请求扭矩./012和转速!/012&然后将这些参数输入到控制策略模块中&控制策略模块按照一定的算法将./012分配给发动机和电机系统&即计算出对发动机模块的请求扭矩.3412和转速!3412与电机模块的请求扭矩.5412和转速!5412%它们的关系为(

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!./0!E!29.34!E!2>.54!E!2

!/0!E!29!54!E!29!34!E!2!!!!!!!!!!!

,"-,!-(<%

式中&%+%):;分别为汽车速度和汽车最高速度’&):;为发动机最高转速’’&+’"分别为变速器和主减速器的传动比’(为车轮半径’*为车轮的滑移系数!

!"!加速踏板的加速度系数函数

加速踏板的加速度系数++反映了汽车的加速度

大小&其值为#表示加速踏板保持当前位置&汽车速度恒定’其值为&表示快速踩下加速踏板&汽车以最大加速度行驶!它的计算公式如下(

,&-加速踏板加速度的计算公式

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!++9

++):;

9

+

&##

.,/(012控制策略模块的输入参数是,./012&!/012-&输出参数是,.3412&!3412-和,.5412&!5412-%因为混合动力

轿车控制策略与.,/(012的差异主要存在于.5412的计算方法&两者的输出参数.3412&!3412和!5412的计算方法相同%因此在设计过程中&主要修改.5412的计算模型&其他模型可以保持不变% …… 此处隐藏：2549字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……