摘 要

随着能源短缺和环境恶化的日益严重，越来越多的国家将节约能源和环境治理纳入发展纲要，汽车节能减排成了各国关注的重点。新能源汽车成为研究热点，而混合动力汽车混合动力汽车作为新能源汽车的主要类型之一，兼具了传统内燃机汽车行驶里程长补充燃料快和电动汽车高效率低排放的性能，受到越来越多的瞩目。

本文以P0构型混合动力汽车为研究对象，首先本文基于Matlab/Simulink平台对其主要零部件进行建模及参数设置，搭建整车模型；其次，分析其工作模式，制定好合理的整车控制策略；最后，选择循环工况进行仿真，对仿真结果进行对比分析。得出结论为本文采用的控制策略有效，与传统汽车相比，P0构型混合动力系统能改善整车燃油经济性，有效降低油耗。

关键词：混合动力电动汽车；P0构型；控制策略；建模与仿真

Abstract

With the growing energy shortage and environmental destruction, more and more countries are using energy saving and environmental governance in the development programme, and energy saving and reducing vehicle emissions have been the focus of attention in all countries. New products Energy vehicles are too become a research focus. As one of the most important types of new energy vehicles, hybrid electric vehicles (HEVs) have attracted more and more attention due to their long driving range, fast fuel supplementation and high efficiency and low emissions of electric vehicles.

In this article the hybrid electric vehicle P0 is considered as a research object. Firstly, the main components of the hybrid electric vehicle are modelled on the Matlab/Simulink platform and parameters are set for the construction of the entire vehicle model. Secondly, the working mode is analysed and the sensible control strategy formulated. Finally, the cycle state is selected for the simulation and the simulation results are compared; and The It is concluded that the governance strategy adopted in this paper is effective. Compared to the traditional vehicle, the hybrid system with P0 configuration can improve the fuel savings of the entire vehicle and reduce fuel consumption effectively.

Key Words：Hybrid electric vehicle；P0 configuration；control strategy；modeling and simulation

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和研究意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 研究内容与技术路线 2

第2章 P0混合动力汽车模型的构建 3

2.1 P0混合动力汽车构型结构 3

2.2 整车参数 4

2.3 车辆动力系统模型的建立 4

2.3.1 发动机模型 4

2.3.2 电机模型 5

2.3.3 电池模型 7

2.4 传动系统模型的建立 8

2.4.1 变速器模型的建立 9

2.4.2 车轮与制动器模型的建立 9

2.4.3 差速器模型的建立 10

2.5 车辆动力学模型的建立 11

2.6 驾驶员模型的建立 12

2.7 整车模型的建立 12

2.8 本章小结 13

第3章 P0构型混合动力汽车整车控制策略建模 14

3.1 整车控制策略分类 14

3.2 电机工作模式分析 15

3.2.1 发动机起停 15

3.2.2 辅助加速 15

3.3.3 行车充电 16

3.3.4 制动能量回收 16

3.3 发动机控制模块 16

3.4 整车控制策略 17

3.4.1 驱动控制策略 17

3.4.2 制动控制策略 19

3.5 本章小结 19

第4章 仿真运算及分析 20

4.1循环工况 20

4.1.1 循环工况分类 20

4.1.2 循环工况选择 20

4.1.3 仿真结果分析 22

4.2 电机与发动机工况 23

4.2.1 NEDC循环电机与发动机工况 23

4.2.2 WLTP循环电机与发动机工况 24

4.2.3 电机与发动机工况小结 25

4.3 动力电池组SOC工况 25

4.3.1 NEDC循环动力电池组SOC 25

4.3.2 WLTP循环动力电池组SOC 27

4.4 仿真工作模式分析 27

4.5 燃油经济性仿真结果 28

4.6 本章小结 30

第5章 结论 31

5.1 全文总结 31

5.2 工作展望 31

参考文献 32

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 研究背景和研究意义

能源短缺、环境恶化问题已成为全世界的难题，节约能源减少排放，已经刻不容缓。为此，人们的目光开始转向汽车使用过程中的对环境造成的种种问题，世界各国制定和颁布了严格的排放法规，而在我国，今年也将开始实施国Ⅵ标准，这些政策和法规促使各大汽车厂商加大了对新能源汽车的研究力度。

混合动力汽车也是是新能源汽车之一，兼具传统内燃机汽车与电动汽车的优点，有低油耗驾驶体验好等特点，越来越受到汽车公司和市场的关注。

混合动力汽车的核心在于动力系统，现在混合动力汽车系统的研究主要集中在串、并联式混合动力系统等方面。对于单电机的混合动力系统的分类，目前主要按照电机位置的不同分为P0、P1、P2、P3、P4（P即Position）几种类型^[1]，在这方面的研究还较少。在汽车发动机前端逆变器的位置是P0位置，用一个电机替代逆变器再配上合适的蓄电池就是P0混动。目前对于P0构型混合动力汽车的研究，则集中在启动、发电一体化电机（BSG）上。