基于matlab与cruise联合仿真的插电式混合动力汽车控制策略研究

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1、基于Matlab与Cruise联合仿真的插电式混合动力汽车控制策略研究杨舒乐长春汽车工业高等专科学校摘要：插电式混合动力汽车可以外接电网充电，因此为提升整车经济性，应更多地使用廉价、清洁的电能。本文制定插电式混合动力汽车基于CD-CS工作模式的控制策略，并应用Matlab与Cruise软件联合仿真，得出结果骑证了该控制策略满足动力性、经济性的要求。关键词：插电式混合动力汽车;控制策略;仿真;0引言混合动力汽车有两个或多个动力源，不同动力源之间可以通过相互配合组成多种的工作方式，应用合理的控制策略可以实现整车能量的最优分配，相较与普通混合动力汽车，插电式混合动力汽车(PIIEV)动力电池的容

2、量更大，同时配备有交直流充电口，可以通过外接电网充电的方式获取电能。因此，其整车控制策略在制定过程中更多地考虑如何合理分配各个动力源的能量，尤其是如何尽可能多的使用廉价的电能。1插电式混合动力汽车CD-CS模式控制策略当PHEV动力电池电量充足时，可以完全将电能作为主要动力源，以达到零污染零能耗的目的，该模式为电量消耗(CD)模式，电池SOC持续下降直到某一门限值时，发动机启动并参与驱动，这样就与常规的混合动力汽车工作模式相同，称为电量保持(CS)模式。CD模式可以尽可能多地利用从外接电网获得的低成本电能，随着电池SOC不断下降，当下降到门限值时整车自动进入CS模式，发动机参与驱动并保持电

3、池电量在一个相对稳定的范围内。插电式混合动力汽车的控制策略相对普通混合动力汽车要更加复杂，PHEV的CD-CS模式控制策略如图1所示。图1CD-CS模式控制策略电池电量的变化下载原图2基于Matlab与Criuse搭建联合仿真模型为了验证上文设计的CD-CS模式的插电式混合动力汽车控制策略是否满足动力性及经济性要求，以及制定的策略的合理性及准确性。本文基于Matlab/Simulink仿真平台搭建整车控制策略模型并联合Cruise仿真软件搭建整车模型，通过Cruise中的interface接口联合仿真，验证整车与控制策略是否兀配良好、以及整车动力性（车速跟随）、经济性（电耗、SOC跟随）等

4、方面的性能是否满足应用需求。Cruise可根据需要选取不同的工况的來验证整车动力性、能耗、爬坡能力、制动能力等多种性能。AVLCruise具备多种语言联合编程、模块化设计等优势，因此在木文仿真中应用Cruise仿真平台。应用Cruise的整车模型建模过程为：（1）合理选定整车模块并根据前期设计的参数输入整车参数；（2）选取恰当的驾驶员模块、驱动电机模块、动力电池模块等并设定其基本参数；（3）应用机械或电信号的方式将各个模块连接成一体；（4）本文是研究的是基于CD-CS模式的整车控制策略，选取Cruise软件中内置的控制系统模块通过interface接口输入在Matlab中制定的控制策略。控

5、制策略模型如图2所示。图2车辆模型下载原图接下来进行控制器模型的搭建，本文选择在Matlab/Simulink平台下搭建控制器模型。Simulink是Matlab下的进行动态系统建模及仿真的可视化仿真工具。车辆模型已采用Cruise平台搭建完成，Simulink中的控制器模型即可以通过Interface接口与Cruise屮的车辆模型进行信号的通讯，至此实现了两个软件的联合仿真。图3为控制策略模型。图3控制策略模型下载原图在Cruise仿真平台选取一条典型工况作为测试工况，验证车速跟随情况。根据图4可以得出，该控制策略使车辆具有很好的车速跟随性能，动力性能表现满足要求。图4车速跟随曲线下载原

6、图下面验证其经济性能，在计算过程中考虑到电能和机械能是车辆的主要动力源,因此本文将电能消耗量折算为等效燃油消耗量，综合油耗计算车辆的综合能耗,用综合能耗评价整车经济性。选取如下的计算公式：E为仿真过程中所消耗的电能，单位kWh（度）；几如为汽油密度，单位kg/L;QdiSeiio.为汽油的低热值，单位kJ/kg;Heng为发动机的平均输出效率；几缈为发电机的平均运行效率；V胡为等效燃油消耗量，单位为L。计算得出的CS模式和CD模式下的油耗情况。表1各仿真工况油耗情况下载原表从表1可以看出，该模型在混合动力模式和纯电动模式下的经济性仿真效果较好。等效油耗相对传统汽车有很大改善。4总结本文在设

7、计控制策略的基础上，应用MatSb/Simulink仿真平台搭建了整车控制模型，应用AVL/Cruisc平台搭建了车辆仿真模型，采用联合仿真的方式，验证文中设计的控制策略的有效性，仿真结果证明该控制策略可以合理分配动力电池的电量、提高整车经济性。参考文献[1]吴迪・ISG混合动力汽车能量优化管理策略硏究[D]・合肥工业大学，2013.[2]林歆悠.混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D].ffi庆大学,201