基于Modelica的混动车型控制策略分析

邢国雨，刘闪闪，李小坚



基于Modelica的混动车型控制策略分析

邢国雨，刘闪闪，李小坚

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

文章首先介绍了一种基于行星齿轮的混动车型控制策略，随后在MWorks软件中针对此结构策略进行模型搭建，并对所建模型进行经济性、动力性仿真计算。最后将仿真数据与某款竞品混动车型进行对比分析，以验证此控制策略的可行性。

混动车型；控制策略；模型搭建

1 引言

随着油耗法规的日益严格，整车油耗不断降低，高性价比节油技术的开发与应用成为了众车企工作的重点。为开发一种混动车型，在主要零部件已选定的前提下，制定一种混动控制策略，利用Modelica语言建立仿真模型，并将仿真结果与某竞品混动车型试验结果进行对比以验证此控制策略的可行性。

2 控制策略设计

此混动车型采用行星齿轮组进行变速，齿圈与太阳轮齿数比定为2.7。整车配有2台电机，分别用于控制发动机转速与助力驱动。依据整车控制思路与混动控制经验拟定控制策略，简介如下表。

表1 整体混动控制策略

当发动机低温时，启动发动机进行热机，视情况回收能量；当电池SOC过低时，启动发动机进行充电，直到SOC上升至一定值后停止；当油门踏板达到一定值时，启动发动机进行扭矩输出。以上三类情况中，发动机有特定的工作曲线，见下表2、3、4、5。

表2 低温发动机工作曲线

上表在水温低于30℃时触发，高于42℃时停止，表中数据为最低工作限值。如有更高的发动机功率需求，则应用较高值。

表3 低SOC发动机工作曲线

上表在SOC低于40%时触发，高于50%时停止，表中数据为最低工作限值。如有更高的发动机功率需求，则应用较高值。

表4 发动机正常工作转速控制（部分）

表5 发动机正常工作扭矩控制

发动机正常工作曲线为低温、低SOC等特殊触发条件无触发时的发动机一般工作曲线。

3 模型搭建

3.1 整车模型搭建

根据实车及零部件参数，在MWorks中搭建整车模型如图1所示。整车模型中包括车身、驾驶舱、发动机、行星轮系、双电机等零部件模块及混动控制模块。

图1 整车模型结构

3.2 混动控制模块搭建

混动控制模块将来自驾驶员的扭矩需求进行分配，生成发动机、电机、刹车等控制信号，使相应零部件按需运转。混动控制模块顶层结构如图2所示。

图2 混动控制模块顶层结构

4 仿真结果分析

基于上述控制策略搭建的整车模型主要参数如表6所示。

表6 模型主要仿真参数

对此混动模型进行动力性和经济性仿真计算，并将结果与某竞品混动车型试验数据进行对比，部分数据如图3所示。

图3 模型仿真与竞品试验结果对比

由对比结果可看出，在此策略下，发动机、电机皆处于受控状态，且与竞品混动车试验结果较为吻合，验证了此控制策略与方法的可行性。

5 结论

在开发某款基于行星齿轮的混动车型过程中，在主要零部件已选定的前提下，为验证某套混动控制系统在实车上应用的可行性，利用Modelica语言MWorks平台建立整车仿真模型，并进行动力性与经济性仿真。经模拟结果与某竞品混动车型试验结果比较可知，此套混动控制策略可有效控制发动机与电机的工作状态，并与试验数据吻合度较高，证明了该控制策略的可行性。此后可以之为基础进行优化提升，最终应用于产品。

[1] 董亮,杨世文.基于Modelica语言的汽车性能仿真分析[D].太原:中北大学,2013.

[2] 张华,周荣.混联式混合动力汽车控制策略开发与仿真研究[J].设计·计算·研究,2007(8).

Analysis of Hybrid Vehicle Control Strategy Based on Modelica

Xing Guoyu, Liu Shanshan, Li Xiaojian

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd.. Technology Center, Anhui Hefei 230601 )

In this paper, we introduced a kind of hybrid vehicle control strategy based on epicyclic gear and then built a module about it to get simulation results in terms of economy and dynamics.Finally,data are used in the comparision with a hybrid vehicle to confirm the feasibility of this control strategy.

hybrid vehicle; control strategy; model building

B

1671-7988(2018)22-23-02

U469.7

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1671-7988(2018)22-23-02

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邢国雨，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.008