关键词：增程式电动汽车;;参数匹配;;控制策略;;建模仿真;;优化分析
摘 要：目前日益突出的汽车能耗和排放问题正快速推进汽车工业的电动化绿色变革,但由于电池技术短板对电动汽车续驶里程的限制,导致在短期内难以全面实现汽车工业的纯电动化转型。为此,本文开发设计了搭载辅助动力单元的增程式电动汽车,以有效降低汽车的油耗排放并延长续驶里程。本文以增程式电动汽车为研究对象,在确定好整车结构布置方案并对动力系部件进行选型研究和匹配计算后,利用AVL Cruise和MATLAB/Simulink软件重点针对整车控制策略开发和控制参数优化方面展开了具体研究。本文主要研究工作如下:(1)结合整车结构设计特点及汽车行驶工况功率需求对电机、电池及发动机等动力部件进行了选型研究,并根据汽车行驶功率平衡关系和电池输出特性等对部件参数进行了匹配计算。(2)根据整车动力传动特点、电池荷电状态分析及发动机工作特性等,开发了发动机3点最优功率跟随的增程驱动控制策略,旨在充分利用蓄电池和发动机能量。其次,为了实现制动能量回收,减少机械损失率,对汽车制动减速时的再生制动分配控制策略进行了研究设计。(3)采用参数化建模方法在AVL Cruise软件中搭建了整车动力学仿真模型,并在MATLAB/Simulink软件中搭建了增程驱动控制策略的Function模型和串联再生制动控制策略模型,然后将控制策略模型集成到整车模型中获得整车联合仿真模型。在AVL Cruise软件中通过联合仿真验证了动力系统设计方案及控制策略的合理性。(4)最后,为了获得最佳续驶里程和油耗排放,利用AVL Design Explorer优化平台对发动机的3点功率控制参数进行了遗传迭代优化,获得了控制参数最优解集,并将优化前后仿真结果进行对比分析,以获得控制策略的最优设计。
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