第二章混合动力汽车建模与仿真
型,它可以模拟驾驶员感觉车速并作出加速或制动的操作,由此在驱动系中产生扭矩,
并沿着驱动系向前传递到车轮,故称之为前向仿真。
前向仿真与汽车的实际工作情况相一致,基于前向仿真模型可以建立起控制系统的
硬件在环仿真环境。因为前向仿真方法能处理实际传动系统中的测量数据,例如控制信号
和真实扭矩(不是请求扭矩),整车控制器能在仿真过程中有效地开发和测试。前向仿真
方法的主要弱点是计算量大,速度通常要比采用后向仿真方法的软件要慢,传动系统的
功率计算依赖于车辆状态。
后向建模与仿真不考虑驾驶员的意图以及动力系统(尤其是离合器和变速器)的动
态过程,计算步长较大,且计算速度快。前向仿真可用于控制系统的设计,而后向仿真主
要用于整车性能仿真分析。
国外众多电动汽车仿真软件中最为常用的是ADVISOR和PSAT。美国再生能源实
验室开发的ADVISOR(Advanced Vehicle Simulator)软件可构造纯电动汽车、混合动力
电动汽车和燃料电池车的动力系统,对零部件进行选型和参数初步优化,对不同控制方
法的比较计算。ADVISOR是一个基于反馈式组件建模的仿真系统,目前已被美国几大
汽车公司、国家实验室和一些教学科研单位使用。为响应美国政府的新一代车辆合作计
PNGV(Parnership for aNew Generation ofVehicles),美国Argonne国家实验室(Argonne
National Laboratory)在三大汽车公司的指导和资助下开发了PSAT(PNGV System
Analysis Toolkit)软件。PSAT是基于Matlab/Simulink的电动汽车动力性和经济性分析与
仿真的设计平台,PSAT仿真软件采用前向仿真方法,用驾驶员模型来预测模拟油门开
度和制动信号,驾驶员控制信号转为转矩传递给传动系统,最终被转化为汽车的行驶力
和车速,以使汽车的行驶循环轨迹与要求的循环工况相吻合。
ADVISOR虽然是源代码开放的软件,为我们学习提供了方便,但它的用户接口并
不友好。例如它的设计过于复杂,HEV能量管理策略分散在3个模块中,要想对EMS
进行修改或测试,得对ADVISOR中的模型有非常深入地了解才行。
用前向式建模建立具体的HEV控制系统模型,模拟实际车辆运行情况,考虑瞬时
响应等动态影响,使得构建的模型更逼真,更容易发现设计中的问题。而且前向式模型
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