插电式混合动力汽车模型的改进与验证

插电式混合动力汽车模型的改进与验证

美国韦恩州立大学参赛队在参加EcoCAR 2比赛时，设计了一辆插电式混合动力汽车（PHEV）。在确定该PHEV系统架构（硬件）及开发其控制策略（软件）时，需要借助仿真工具对在不同系统架构和控制策略下汽车的性能进行仿真。而仿真工具中，汽车模型的精度直接关系到仿真结果的精度。美国韦恩州立大学参赛队最初采用汽车整车厂模型进行仿真，该模型的仿真结果与实车测试结果存在误差，且多项指标的误差高于10%。因此，需要改进汽车整车厂模型，并对改进后的汽车模型进行验证。

对汽车整车厂模型进行改进时，分别对驾驶员比例积分（PI）控制器和汽车底盘进行分析。分析时，主要考虑内燃机和电机的转矩传递过程。分析结果发现，驾驶员PI控制器在执行制动操作时并不能保证汽车完全停止。此外，驾驶员PI控制器在油门踏板和制动踏板切换时，速度太快，与实际不相符。因此，通过在整车厂模型中增加时间延迟来解决上述问题。而汽车底盘所传递驱动转矩和制动转矩较小，也与实际不符，这可以通过增加转矩变换器模型解决该问题。

采用5种不同来源的试验数据对改进后模型的精度进行验证。这些数据分别来自于：组件测试台、硬件在环仿真试验台、组件测功机、汽车底盘测功机和汽车真实行驶数据。试验结果表明，表示整车性能的11个指标（3个汽车动力性指标，8个汽车燃油消耗和排放指标）中，4个指标的平均误差低于5%，6个指标的平均误差为5%～10%，只有1个指标的平均误差高于10%。与改进前相比，该汽车模型的总体误差减少了45%。

Kevin L.Snyder et al.SAE 2016-01-1247.

编译：陈丁跃