基于cruise单电机强混合动力汽车低速拥堵工况控制策略仿真研究

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1、基于Cruise的单电机强混合动力汽车低速拥堵工况控制策略仿真研究王磊赵沂(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】针对单电机强混合动力汽车长时间处于城市低速拥堵工况时可能导致电池能量耗尽的问题，提出了基于双PID控制器的控制策略。通过离合器滑磨将发动机的动力传递到驱动轮，在满足驾驶动力需求的条件下，将电池SOC维持在正常使用范围内，并通过Cruise仿真验证了控制策略的有效性。【Abstract】Anenergymanagementstrategybasedondual-PIDcontrollerforas

2、ingle-motorfullhybridelectricvehicleisproposedtoavoidbatteryenergydepletioninlong—timelow‘speedtrafficjamcondition．Inthiscontrolstrategy，thepowerfromtheengineisdeliveredtothedrivewheelsbyclutchslidingtosustainbatterySOCwithinareasonablerangewhilesatisfyingthedfiver~p

3、owerrequest．Theeffectivenessoftheproposedcontrolstrategyisvalidatedbysimulation．【关键词】强混合动力汽车控制策略低速拥堵工况doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．04．03根据部件运行状态及车辆的行驶工况，强混0引言合动力汽车可在纯电动、智能充电、电机助力、“起一停”、制动能量回收等工作模式间灵活切换，由于混合动力汽车(HEV)可以最大限度地发以提高系统的工作效率。在车辆起步和低速缓加挥内燃机汽车高比能量、高比功率和纯电

4、动汽车速行驶(如交通拥堵)工况下，强混合动力汽车可节能、低排放的双重优点，在现有的电池技术条件以纯电动模式行驶，从而避免发动机在低效率区下它是最具有实际开发意义的电动汽车。相对于间运行，同时减少由于发动机怠速时不完全燃烧弱混及中混合动力汽车，强混合动力汽车的电机而产生的尾气排放。而对于单电机强混合动力汽输出功率占混合动力系统动力输出的比重大，其车，当其长时间处于城市低速拥堵工况时，车辆的电机和内燃机均可独立驱动车辆，从而能获得最行驶速度可能低于发动机最低起动车速，车辆将佳的节能减排效果。对于强混合动力汽车，目前始终处于纯电动模式

5、，导致电池SOC消耗过大，从广泛采用双电机结构，如ToyotaPrius、FordEscape而降低电池的充放电性能和使用寿命。Hybrid等。而单电机结构控制方式和结构形式相本文针对一款单电机强混合动力汽车低速拥对简单，且其动力系统轴向尺寸较小，空间布置较堵工况下的整车控制问题，设计开发了基于双PID为方便，因此得到逐步推广，如AudiDUO11、Nis—控制器的整车能量管理策略。在车辆长时间处于sanAhima等。低速拥堵工况时，当电池SOC较低且实际车速低收稿日期：2015—03—03上海汽车2015．04于发动机最低起动

6、车速，系统采用双PID控制器理算法，在各个工作模式下合理分配能量和进行方式，通过离合器滑磨将发动机的动力传递到驱优化换档操作，以达到经济性和动力性要求。动轮，在满足驾驶员动力需求的条件下将电池设计的整车控制策略采用基于发动机最优转SOC维持在正常使用范围内，并通过仿真对控制矩的逻辑门限值控制方式，以实现最低油耗为目策略的有效性进行验证。标，通过设置门限值，进行发动机和电机的扭矩分配，其具体规划如图2所示。1动力系统结构及整车控制策略1．1混合动力汽车动力系统结构设计的混合动力汽车采用前置前驱单电机强混合动力系统方案，整车基本参数

7、如表1所示。混合动力汽车的动力系统由发动机、驱动电机(EM)、自动离合器和机械式自动变速器(AMT)组成，如图1所示。通过电机的转速控制，可实现快20003000400050006o0O速换档而无需同步器；通过控制发动机与EM之间转速／(r／min1的离合器，可将发动机和EM的动力分离或结合，控制策略规划示意图以实现低速纯电动行驶以及中高速目和．N大，墩辑负荷工况的并联行驶。∞加∞∞∞∞O(1)在车辆起动和低速行驶时(如图2所示的1区)，为使发动机避开怠速区，车辆实际行驶速度表1整车基本参数对应的发动机转速低于最低起动转速时，自

8、动离咖2图项目参数合器分离，车辆采用纯电动模式行驶，从而减少车整备／满载质量／kgl4OO／1750辆的油耗和废气排放。滚动／空气阻力系数0．oo86／0．31(2)当需求扭矩处于发动机最优转矩。。和发迎风面积／m。2．33动机工作最小转矩j之间时(如图2所示的