基于双电机多模混合动力系统的CRUISE和SIMULINK联合仿真建模.pdf

基于双电机多模混合动力系统的CRUISE和SIMULINK
联合仿真建模

摘要：本文针对双电机多模混合动力总成系统进展探究，

利用SIMULINK与CRIUSE软件建立整车的仿真平台，并进展了NEDC

工况的仿真分析，为整车的动力总成的设计与分析供应了坚实根底。

关键词：双电机多模混合动力总成系统;CRUISE-SIMULINK联合

仿真平台;经济性仿真;NEDC

1引言

汽车行业的持续开展受到能源匮乏和环境污染两大难题的困扰。

新能源汽车的开展可以有效的缓解环境与能源的压力，推动汽车行业

的可持续开展。新能源汽车的开发可以通过计算机仿真去模拟整车的

实际工作过程，从而降低实车的开发本钱与开发风险，提高新车的开

发效率。CRUISE仿真软件建立整车模型精确便利;SIMULINK建立的限

制策略与实车策略相同，符合功能平安对限制策略的开发流

程;CRUISE-SIMULINK联合仿真成为新能源汽车开发的重要工具。

2整车根本参数

2.1整车根本参数

本文探究双电机多模混合动力总成系统应用于乘用车，以国内某

品牌的乘用车为原型车，确定整车的根本参数如表1所示。

本文所探究的双电机多模混合动力总成系统构造简图如图1所

示。该系统由发动机、电池、驱动电机、发电机和行星排变速箱组成。

2.2整车行驶循环工况选择

汽车行驶循环工况由匀速、加速、减速和怠速等不同的运动区组

成。不同的循环工况，运行速度、总的运行时间和里程都不一样，因

而采纳不同的行驶工况对整车的设计有重要的影响。由于我国城市、

郊区和高速道路与欧洲相像，故采纳欧洲的NEDC循环工况。该循环

工况由1个市郊循环和4个市区循环组成，总的运行时间为1180s，

总的循环里程为11.022km。其工况曲线如图2所示。

2.3整车仿真平台选择。

仿真是在整车设计起先阶段运用理论计算方式模拟整车的实际

运行工况，从而缩短整车的开发周期，降低整车的开发本钱和开发风

险。目前整车的仿真软件许多，常用的仿真方法有前向仿真和后向仿

真。前向仿真是通过驾驶员模型获得动力需求，更有利用整车限制策

略开发。本文选用前向仿真方法，借助AVLCRUISE成熟的商业整车

仿真软件，利用其建模便捷、模型精度高的特点，建立整车模型;借

助SIMULINK开发限制策略，与实车限制策略相同，同时符合功能平

安对限制策略的开发流程。

3CRUISE-SIMUINK仿真模型建立

3.1AVLCRUISE建立整车模型

CRUISE是AVL公司开发的特地为整车仿真分析的软件。该软件

拥有完整的部件模块库，各模块通过物理和信号连接，内置大量计算

任务便利优化计算，与SIMULINK、C++、FORTRAN等高级语言全集成

接口。

双电机多模混合动力总成系统由发动机、电池、驱动电机、发电

机和行星排变速机构组成。其在CRUISE中建立的整车模型如图3所

示。

整车的仿真模型包括：整车参数模型、电池模型、发动机模型、

行星排变速箱模型、后桥主减模型、差速器模型、制动器模型、轮胎

模型、驾驶员模型、循环工况、限制策略模型〔SIMULINK生成〕。

各部件通过物理连接和部件信号连接。

3.2整车限制策略模型

合理有效的限制策略是实现双电机多模混合动力总成系统最正

确经济性与最正确动力性的关键。本文利用SIMULINK建立整车的限

制策略，在不同的档位不同的整车工作模式下限制发动机、发电机和

驱动电机工作在最正确工作区域，在兼顾整车动力性的前提下，到达

最正确的经济性。其建立的整车限制策略如图4所示。

整车的限制策略模型主要包括：输入信号处理模块、整车上下电

模块、能量限制模块、发动机启停机模块、附件限制模块、能量安排

模块、故障处理模块、输出信号处理模块。

4仿真结果分析

利用工况法仿真分析双电机多模混合动力总成系统的经济性能，

在仿真过程中通过标定限制策略参数，使得循环工况完毕时，保持整

车电量平衡。

在NEDC工况下，整车的工况跟随状况如图5所示，从图中可以

看出需求车速和当前车速吻合，循环工况的跟随状况较好。整个循环

工况的燃油消耗量为4.101L/101km。同类型的传统燃油车，在一样

仿真平台的循环工况下燃油消耗量为7.21L/101km。双电机多模混合

动力总成系统相比传统燃油车，其节油率到达30.93%，极大的提高

了燃油经济性。

5结论

本文探究分析了双电机多模混合动力总成系统。在CRUISE中建

立了整车仿真模型;同时在SIMULINK中建立了整车的限制策略，与后

期的实车限制共用一个限制平台。选用NEDC循环工况，进展了经济

性仿真分析。仿真的百公里油