基于advisor混合动力电动汽车的建模[外文翻译].rar

基于ADVISOR混合动力电动汽车的建模
Tony Markel and Keith Wipke
（美国国家可再生能源实验室）

摘 要：混合动力电动汽车整车系统的效率主要依赖于能量控制策略。本文基于并联式混合动力电动汽车提出了多功能电力辅助能量控制策略。Advisor被用来作为建模工具，以确定混合动力电动汽车的能量控制策略和相应的整车结构参数。仿真结果表明，这一控制策略在满足各种性能参数的同时燃油经济性可能比传统汽车好一倍。此外，最后整车设计提供了一个超过20英里的巡航里程。
引言
现在许多汽车制造商正在开发混合动力电动汽车。这些目前正在销售的汽车是通过改善传动系统的效率以帮助我们减少对外国石油的依赖。在美国能源部（DOE）的支持下，国家可再生能源实验室（NREL）的工程师开发了一个软件工具来帮助早期阶段混合动力电动汽车的设计。通常，有多种设计可达到或超过客户的感知需求。Advisor这个软件包允许用户快速的运行以通过车辆设计的初始阶段。
Advisor是在Matlab/Simulink软件环境下开发的，并可以在互联网上免费下载。该软件在评估车辆的性能时采用了独特的将后向仿真和前向仿真相结合的混合仿真方法（1）。后向仿真是在某一时间段，程序推算出汽车从车轮到传动装置满足汽车行驶所需的速度轨迹要求的能量。在前进道路上，后向部件受到前向部件的限制。这种方法简化了计算过程，并消除了对每一时刻进行迭代的需要。缺点是很难生成真正的直接完成设计的控制算法。
现有的混合动力电动汽车的设计有三种基本类型：串联、并联和混联（2）。各种类型是通过车辆部件不同的连接方式和能量流动路径区分的。串联式混合动力电动汽车由一个给电池组提供电力的动力装置（即内燃机（ICE）/发电机或燃料电池系统）组成，并由一个电力驱动的电动机驱动。该动力装置是不直接与车轮耦合并能运行在最有效率的区域。并联式混合动力汽车的内燃机（ICE）和电动机都可以为传动系统提供能量。这种设计在发动机和车轮之间提供了直接的机械动力传递路径。混联式混合动力电动汽车如丰田的Prius综合了串联式和并联式的特点。
车辆的形式又可以根据汽车的能量控制策略分为不同小类。现在被广泛应用的能量控制策略是电力辅助式控制策略。这种方案是车辆的动力装置使电池组的（SOC）保持在一个相对稳定的范围。同时该策略将考虑电荷枯竭和电荷满负荷的不寻常情况（3，4）。该策略主要用于控制电池组的电量而不用于发动机的控制。它试图充分利用电池组和机载发动机的能量。当这样做是最有效时，在使用中车辆将使用电动机和电池组独自推动车辆行驶。当电池组能量没有高效运用