串联式混合动力电动客车动力系统建模与仿真

本文论述了在“武汉市混合动力电动城市公交大客车”项目中处于关键地位的混合动力系统的概念设计、数学建模和仿真分析过程及结果。 首先，通过对混合动力系统工作原理的分析，选择应用于城市客车的串联混合动力系统作为研究对象。根据国内外技术现状及发展趋势，对动力系统各个部件进行了型式研究，并进行了概念设计，初步确定了部件的参数，提出了两套动力系统匹配方案。 然后，在充分研究文献已有模型的基础上，提出了混合动力系统各组成部件的建模方法，并在Matlab/Simulink环境中建立了适合于ADVISOR平台运行的仿真模型，从而保证了模型的实用性和可靠性。在仿真输入过程中，着重解决了发动机、电动机的实验数据到模型数据的转换输入和各项仿真设置问题，从而提高了仿真精度。 本文对正在试制的样车和构思中的动力系统提出了一套仿真方案。按照这套方案进行的仿真分析，不仅评价了两种控制策略(“恒温器控制模式”和“发动机跟踪器控制模式”)的优劣，而且提供了串联混合动力系统各部件的运行特点，得到了与样车动力性能和燃油经济性较为接近的虚拟样车解决方案，同时也验证了试制样车动力系统匹配方案的合理性。 最后，以最优的虚拟样车模型为基准，按递增顺序全面模拟了关键参数对整车燃油经济性的影响。仿真结果表明：串联HEB相对同类内燃机动力客车可以节油30%左右，而且动力性能不会降低。这为串联式混合动力大客车的优化设计提供了决策依据，具有很强的应用价值。