插电式混合动力轿车能量管理策略研究与仿真分析

新能源汽车已经成为我国汽车工业发展的一个重要方向，插电式混合动力电动汽车（PHEV）是我国新能源战略的选择之一。本文从降低车辆油耗和排放的角度出发，针对一款新设计的基于金属带式无级自动变速器（CVT）的插电式混合动力电动汽车的特点，对整车能量管理策略进行深入研究，在Matlab/Simulink开发平台下，采用前向仿真的方法，搭建整车模型并进行仿真分析，验证其能量管理策略的有效性。本文主要完成的工作与研究成果如下： （1）以国内紧凑型轿车LF620为基础车型，研究基于CVT的单轴并联式结构的插电式混合动力电动汽车的经济性、动力性、可驾驶性等技术指标。对其动力总成参数进行匹配计算，确定发动机功率、电机的类型及功率、动力电池的类型及容量，以保证在满足车辆动力性指标的前提下提高整车燃油经济性和改善尾气排放。并对该插电式混合动力电动汽车的6种基本工作模式及其能量流动情况进行详尽分析。 （2）对基于CVT的单轴并联式结构的插电式混合动力电动汽车的整车能量管理策略进行研究。在整车的能量管理策略中，根据发动机和电机的工作特点，应用动态逻辑门限的方法，研究工作模式切换的控制策略、电机转矩控制策略、以及混合动力CVT速比控制策略。 （3）采用理论建模和实验建模相结合的方法，在Matlab/Simulink开发平台搭建基于CVT的单轴并联式结构的插电式混合动力电动汽车的前向仿真模型。其整车模型包括驾驶员模型、发动机模型、电机模型、动力电池模型、CVT模型，车辆行驶动力学模型。 （4）对提出的基于动态逻辑门限的插电式混合动力电动汽车能量管理策略进行仿真分析。动力性能仿真结果表明：在纯电动模式下，低速行驶时的整车具有良好的加速性能；在混合驱动模式下，整车具有很好的动力性能。经济性能仿真分析仿真结果表明：加权平均后的综合油耗为4.26L/(100km)，与原汽油车相比节油46.1%。