插電式混合動力汽車模型的改進與驗證

美國韋恩州立大學(xué)參賽隊在參加EcoCAR 2比賽時，設(shè)計了一輛插電式混合動力汽車（PHEV）。在確定該PHEV系統(tǒng)架構(gòu)（硬件）及開發(fā)其控制策略（軟件）時，需要借助仿真工具對在不同系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略下汽車的性能進行仿真。而仿真工具中，汽車模型的精度直接關(guān)系到仿真結(jié)果的精度。美國韋恩州立大學(xué)參賽隊最初采用汽車整車廠模型進行仿真，該模型的仿真結(jié)果與實車測試結(jié)果存在誤差，且多項指標(biāo)的誤差高于10%。因此，需要改進汽車整車廠模型，并對改進后的汽車模型進行驗證。

對汽車整車廠模型進行改進時，分別對駕駛員比例積分（PI）控制器和汽車底盤進行分析。分析時，主要考慮內(nèi)燃機和電機的轉(zhuǎn)矩傳遞過程。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，駕駛員PI控制器在執(zhí)行制動操作時并不能保證汽車完全停止。此外，駕駛員PI控制器在油門踏板和制動踏板切換時，速度太快，與實際不相符。因此，通過在整車廠模型中增加時間延遲來解決上述問題。而汽車底盤所傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩較小，也與實際不符，這可以通過增加轉(zhuǎn)矩變換器模型解決該問題。

采用5種不同來源的試驗數(shù)據(jù)對改進后模型的精度進行驗證。這些數(shù)據(jù)分別來自于：組件測試臺、硬件在環(huán)仿真試驗臺、組件測功機、汽車底盤測功機和汽車真實行駛數(shù)據(jù)。試驗結(jié)果表明，表示整車性能的11個指標(biāo)（3個汽車動力性指標(biāo)，8個汽車燃油消耗和排放指標(biāo)）中，4個指標(biāo)的平均誤差低于5%，6個指標(biāo)的平均誤差為5%～10%，只有1個指標(biāo)的平均誤差高于10%。與改進前相比，該汽車模型的總體誤差減少了45%。

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

編譯：陳丁躍