混合动力车辆多领域统一建模与仿真

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要Modelica作为新一代多领域物理系统（MPS–Multi-domainPhysicalSystems）统一建模语言，继承和统一了以前多种建模语言的特点，支持面向对象建模、多领域建模、非因果陈述式物理建模和连续离散混合建模，非常适合描述现代多领域复杂系统，代表着现代建模和仿真技术发展的新方向，因其巨大的发展潜力得到了迅速发展，已出现多个仿真支持软件平台并开始应用于生产实践，为电动汽车仿真技术的飞跃突破带来新的契机。本文在基于Modelica标准的多领域统一仿真平台SimulationX环境下对某混合动力车辆进行了建模仿真研究。首先，对国际上通

2、用的几种电动汽车仿真软件进行了研究，阐述了Modelica语言的显著特点及发展情况，明确了基于Modelica标准对混合动力车辆进行建模仿真的优越性，比较分析了混合动力前向仿真和后向仿真各自的优劣，确定了整车仿真采用前向仿真为主的结构。其次，分析、总结了混合动力车辆各部件、总成建模仿真原理、方法。依据动力总成的构成，采用模块化设计思想，在SimulationX环境下建立了各部件（发动机、蓄电池、电机、变速箱等）模型，并对模型进行了仿真测试。再次，以所建模型为基础，搭建了传统汽车模型，并进行了油门控制器设计及换档原理的研究，通过车辆自由加速仿真测试了油门开度、档位对车辆动力

3、性能的影响；并在EUDC工况下对整车进行了仿真分析。验证了油门控制器与变速箱控制器的正确性，可行性。最后，传统车的基础上扩展，搭建了以前向仿真结构为主的并联混合动力整车模型，并在ECE+EUDC复合工况下对整车进行了仿真分析。仿真结果表明，所建模型能较完整的反映车辆性能，所建部件都是正确和有效的，所建整车模型可用于混合动力车辆能量管理策略与动力总成优化研究。关键词：多领域建模;Modelica;SimulationX;并联混合动力车辆;仿真I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsonenextgenerationMulti-domainPhysicalSystems

4、（MPS）modelinglanguage,Modelicaunifiesandgeneralizespreviousmodelinglanguagescharacteristics,itiswellsuitedforefficientlymodelingandsimulatingofcomplextightly-coupledmulti-domainphysicalsystemsforitssupportingoriented-objectmodeling,multi-domainunifiedmodeling,declarativemodeling,andcontin

5、uous-discretehybridmodeling.Itrepresentsthenewcurrentofmodernsystemmodelingandsimulatingtechnology.Becauseit’shugedevelopmentpotential,Modelicaobtainedarapiddevelopment,andappearedmanysimulationsupportingsoftwareplatform.Ithasbeenappliedintheproductionpractice,bringingthenewturningpointfo

6、rtheelectricvehiclesimulationtechnologyleapbreakthrough.ThispapermakesamodelingandsimulationresearchonaHybridElectricVehicle(HEV)underthemulti-domainunificationsimulationplatformSimulationX,whichisbasedontheModelicacriterion.First,thispapermakesabriefcomparisonandanalysisofseveralElectric

7、Vehiclesimulationsoftwareuniversallyused,andelaboratestheModelicalanguageremarkablecharacteristicsandthedevelopmentsituation.ItshowsthesuperiorityofmodelingandsimulationofHEVbasedontheModelicacriterion.Throughthecomparisonandanalysisofthefrontsimulationandthebackwar