插電式混合動力汽車模型的改進與驗證

插電式混合動力汽車模型的改進與驗證

美國韋恩州立大學參賽隊在參加EcoCAR 2比賽時，設計了一輛插電式混合動力汽車（PHEV）。在確定該PHEV系統架構（硬件）及開發其控制策略（軟件）時，需要借助仿真工具對在不同系統架構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系到仿真結果的精度。美國韋恩州立大學參賽隊最初采用汽車整車廠模型進行仿真，該模型的仿真結果與實車測試結果存在誤差，且多項指標的誤差高于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，主要考慮內燃機和電機的轉矩傳遞過程。分析結果發現，駕駛員PI控制器在執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動轉矩和制動轉矩較小，也與實際不符，這可以通過增加轉矩變換器模型解決該問題。

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