周志峰，顧蘇菁，張?zhí)煊睿嵵癜?，提艷，熊新

（鹽城工學院，江蘇 鹽城 224001）

基于MATLAB的混合動力汽車動力學建模與仿真

周志峰，顧蘇菁，張?zhí)煊?，鄭竹安，提艷，熊新

（鹽城工學院，江蘇 鹽城 224001）

為了快速、準確地預(yù)測汽車動力性，介紹了一種基于MATLAB/Simulink的車輛動力學模型建模方法。此方法可以簡單快捷地建立混合動力汽車仿真模型，跟蹤各個狀態(tài)變量的變化，并進行數(shù)據(jù)的后處理，是進行車輛系統(tǒng)動力學仿真分析的有效方法。

MATLAB；混合動力；建模；仿真

混合動力汽車（Hybrid Vehicle）是指車輛驅(qū)動系統(tǒng)由兩個或多個能同時運轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實際的車輛行駛狀態(tài)由單個驅(qū)動系統(tǒng)單獨或共同提供。日常駕駛，該系統(tǒng)更多的是偏向于純電動驅(qū)動，當電池電量不足時或者需要更強動力時汽油發(fā)動機則會介入，這就改善了電動車充電和續(xù)航里程的短板。利用 Matlab/Simulink對混合動力汽車建模并對其結(jié)果進行仿真。

1 電動汽車模型理論基礎(chǔ)

汽車的動力性系指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車收到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。確定汽車的動力性，就是確定汽車沿行駛方向的運動狀況。

汽車的行駛方程式為：

式中，F(xiàn)t為驅(qū)動力，為行駛阻力之和。

u為汽車車速，T扭矩，N為驅(qū)動裝置的個數(shù)m汽車質(zhì)量，r車輪半徑。

2 模型的建立

圖1 整車模型

本文建立的混合動力汽車模型包括汽車簡單模型、車輛控制器模塊、發(fā)動機模塊、電氣系統(tǒng)模塊（其中包括電動機、發(fā)電機、蓄電池和DC/DC變換器）、能量分配裝置模塊（行星齒 輪）和整車動力學模塊等。混合動力整車仿真模型如圖1所示，其中動力模塊如圖2所示。

圖2 動力模塊模型

3 仿真分析

汽車以初始車速為零進行加速行駛，以下為仿真結(jié)果，圖3為汽車速度隨時間變化曲線，圖4為汽車行駛距離隨時間變化曲線。

圖3 汽車速度曲線

圖4 汽車行駛距離曲線

利用Simulink建立的混合動力電動汽車模型在行駛工況下運行仿真達到了比較理想的效果，在滿足汽車動力性的前提下，燃油與排放性能也遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)汽車，進而達成了本混合動力汽車模型建立的目的。

4 結(jié)論

利用MATLAB/SIMULINK設(shè)計并建立模型，運行時間短、精度高，可維護性好，易于在新車設(shè)計和舊車改進中推廣應(yīng)用。此方法可以簡單快捷地建立混合動力汽車仿真模型，跟蹤各個狀態(tài)變量的變化，并進行數(shù)據(jù)的后處理，是進行車輛系統(tǒng)動力學仿真分析的有力工具。

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Based on MATLAB for Modeling and Simulation of Hybrid Vehicle

Zhou Zhifeng, Gu Sujing, Zhang Tianyu, Zheng Zhu'an, Ti Yan, Xiong Xin
( Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224001）

In order to quickly and accurately predict vehicle power performance, this paper introduces a vehicle dynamics model based on MATLAB/Simulink modeling method. This method can be simple and efficient hybrid simulation model is set up, to monitor the changes of the state variables, and data post-processing, is an effective method for vehicle system dynamics simulation analysis.

MATLAB; Hybrid; Modeing; Simulation

CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-95-02

U469.7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)12-95-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.031

通訊作者，鄭竹安(1984-)，男，講師，博士，就職于鹽城工學院。主要從事新能源汽車技術(shù)研究。

國基自然科學基金資助項目（51405419），鹽城工學院實驗室開放基金資助項目(YG2016075)。