基于Simulink的混动电动汽车统一模型架构设计与应用

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1、1896192019872006基于Simulink的混动/电动汽车统一模型架构设计与应用殷承良教授Prof.ChengliangYIN汽车电子控制技术国家工程实验室上海交通大学目录开发需求与目标模型介绍模型的统一架构信号的灵活交互适用车型的多样性测试仿真中的拓展性应用案例总结未来开发工作开发需求与目标传统车辆与新能源车辆类型丰富统一建模的“平台化”概念，兼顾不同车辆类型燃料电池FuelCell开发需求与目标控制优化复杂程度与模型复杂程度相辅相成控制策略开发与建模仿真在开发过程中集成的需要面向不同开发需求，“模块化”设计提供不同的控制解决方案问题即插即用解决方案目录开

2、发需求与目标模型介绍模型的统一架构信号的灵活交互适用车型的多样性测试仿真中的拓展性应用案例总结未来开发工作模型的统一架构•驾驶员模型标准整•环境模型车模型•整车控制器架构•车辆模型•顶层结构、系统结构、部件结构可继承•部件控制器、执行性架构器、部件本体、部件传感器不同复•标准化接口•开放的开发环境杂度模MATLAB/Simulink及型其他工具包适用车型的多样性用户自定义数据用户可自定义车辆数据用户可自定义测试数据根据需求确定模型复杂度发动机模型：静态Map图模型；基于物理建模模型具有重用性混合动力系统：单电机混合动力；双电机混合动力；四驱混合动力模型便于修改

3、基于MATLAB/Simulink建模环境稳物不同复杂度的态理发动机模型模模型型模型的统一架构标准化建模要求各层模型的标准结构标准的三输入三输出模型Effort=势信号标准化接口Flow=流信号封装性Controller=控制信号可重复使用的元件库机械动力学部分FMv势信号=力/力矩流信号=速度/转速TIw电学部分势信号=电压流信号=电流VIR模型的统一架构灵活的信号连接方式标准信号的定义（单位制、传递方向）信号总线的使用信号总线对信号进行分类和传递e.g.力矩信号的总线包括发动机、电机力矩信号顶层结构顶层结构——驾驶员-车辆-环境-控制器闭环系统Dri

4、verEnvironmentVehicleControllerVehicle信号的灵活交互2-ModeHybridElectricVehicleSystemwithinUniformArchitectureICE&Torques&TransmissionMotorsSpeedsMGBMGAMGBMGAB1TorqueP1P2B2P3BusPC1PC2PC3C2C1reS1S2S3ppEnginemmuOutputaPDSpeedfeedbackElectrBusicEnginePowerBusPowertrainInformationbusElectricpowerflowG

5、M2-Mode™HybridElectricVehiclePowertrainAtypicalblockdiagramofacontrol-orientedsimulationmodelfortwo-modepower-splitHEV测试仿真中的拓展性后向仿真纯数字仿真用于验证模型的准确性和控制效果软件在环（SIL）测试实时代码生成代码生成S-Function编译纯数字仿真时可在主机上进行编译仿真，不需要I/O接口测试仿真中的拓展性在开发过程的拓展应用•数字仿真•硬件在环（HIL）CodeCodegenerationGenerationI/OStateflow/cod

6、ingMATLAB/SimulinkEmbeddedComputerPCwithI/O•快速原型•台架/实车试验CodeCodeCodeGenerationgenerationgenerationI/OI/OPCwithI/OPlant/PrototypeRestofVehicleisemulated目录开发需求与目标模型介绍模型的统一架构信号的灵活交互适用车型的多样性测试仿真中的拓展性应用案例总结未来开发工作应用案例I:数字仿真丰田混合动力耦合机构（THS）基于MATLAB/SimDriveline建模MG2MG1PlanetaryEngineDEF耦合机构的力矩

7、输入值根据实际仿真/测试方案，由仿真模拟或实际传感器信号提供THSTMTransmissionModelinginSimDriveline®应用案例II:MMT仿真与台架试验一种先进的多模式混合动力变速箱（Multi-ModeTransmissionMMT）的仿真和台架测试方案*MMT(Multi-Mode-*FGSPID反馈控制架构Transmission)InputEngine*ZhuF,ChenL,YinC,etal.Dynamicmodellingandsystematiccontrolduri