本文研究一款由Safra公司開發(fā)的混動客車，其動力總成包括電機、液壓馬達、內(nèi)燃機和電池，結(jié)構(gòu)如圖1。該車有5種工作模式，模式1：電機單獨驅(qū)動；模式2：內(nèi)燃機帶動液壓馬達驅(qū)動；模式3：電機和液壓馬達混合驅(qū)動；模式4：內(nèi)燃機為電池充電；模式5：制動能量回收。

為了在軟件層面進行仿真分析，首先建立動力學(xué)模型，其次建立了駕駛員模型，來對加速和制動踏板信息進行解析，準確傳達駕駛員命令。隨后搭建了整車控制器模型，采用分層控制思想，將控制策略分為三個階段：階段1通過模糊控制來確定此時車輛的工作模式；階段2通過對動力進行合理分配來使整車效率最大化；階段3進一步確定各動力源的工作點或工作范圍。

在階段1中，分別將扭矩需求、電池SOC（剩余電量狀態(tài)）和車速三個參數(shù)進行模糊化，并設(shè)計一個模糊控制器，根據(jù)車輛實時的信息反饋來確定當時車輛的運行模式。在階段2中結(jié)合上一階段得到的工作模式，根據(jù)新的模糊控制規(guī)則，得到電機和發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)對動力的實時分配（圖2、圖3）。階段3利用PID模糊控制算法來分別對電機的工作轉(zhuǎn)速范圍和發(fā)動機的工作點進行自適應(yīng)選取，在滿足性能要求的基礎(chǔ)上最大化地提高整車效率。該策略具有如下優(yōu)點：（1）無需提前預(yù)知行駛工況；（2）能夠在5種工作模式間實時切換；（3）發(fā)動機能夠工作在經(jīng)濟高效區(qū)。

圖1 動力總成結(jié)構(gòu)

圖2 IHHCS分布式再生系統(tǒng)

圖3 Level 2原理圖

最后通過仿真發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)策略，本文的控制策略能夠在整個循環(huán)工況下，實現(xiàn)電池SOC提升3%，整車的能量消耗減低30%，具有很好的節(jié)能效果。