关键词：纯电动汽车;;整车控制策略;;参数匹配;;MATLAB/Simulink;;HIL
摘 要：具有零污染、噪音小以及易保养等优点的纯电动汽车有效地解决了“缺油、少气”带来的问题,是未来解决环境污染、缓解能源危机的产物之一。因此,纯电动汽车备受世界各国的关注,在不久的将来会全面取代传统燃油车。优异的整车性能离不开完善的整车控制策略,有效地和实用地整车控制策略对整车的动力性、经济性、舒适性与可靠性等性能有着决定性的作用。本文以市场上某款纯电动汽车为研究对象,以提高纯电动汽车整车性能为目标,设计了相适应的控制策略。介绍了纯电动汽车的研究背景,简单概述了国内外纯电动汽车的发展状况以及国内外整车控制策略的研究现状。然后,阐述了纯电动汽车动力系统的结构和工作原理,并根据纯电动汽车整车性能指标对电机和电池进行了选型和参数匹配。设计了整车控制策略,通过MATLAB/Simulink仿真软件建立了油门踏板变化率限值及死区限值、油门开度计算、扭矩限值、poweron_ctr和poweroff_ctr等控制策略模型。设计的整车控制策略主要有驾驶员信号采集与处理控制策略、扭矩管理控制策略、整车驱动控制策略、高压上电控制策略以及高压下电控制策略。其中,驾驶员信号采集与处理控制策略由加速转矩控制策略以及油门踏板信号处理策略组成。扭矩管理控制策略分为扭矩解析和扭矩限值。整车驱动控制策略主要含有启动、起步、巡航、制动能量回收以及跛行回家等5个工作模式。阐明了control_logic模块,通过该模块可以根据输出的各故障标志、驱动扭矩、制动扭矩和钥匙信号等计算出整车工作模式、各继电器控制状态和电机目标工作模式等控制信息。介绍了总体控制逻辑的核心—Mode_Switch模块。随后,简单介绍了纯电动汽车的整车动力学模型,如驾驶员模型、电机模型、电池模型以及充电机模型。利用MATLAB/Simulink仿真软件与硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)测试平台联合仿真,验证了驾驶员信号采集与处理控制策略中油门踏板信号处理策略的优越性。随后仿真分析了整车驱动控制策略中的巡航模式和能量回收模式。在巡航模式下,车速较为稳定,平顺性和稳定性得到了保证,在能量回收模式下,车辆制动时,电池SOC上升,符合设计需求。最后对整车性能也进行了仿真分析,验证了最高车速、加速时间以及续航里程皆符合指标需求。
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