插电式四轮驱动混合动力汽车的匹配与仿真建模

简介：
本研究聚焦于插电式四轮驱动混合动力汽车技术，深入探讨其系统匹配及仿真模型构建方法，旨在优化车辆性能和能源效率。 ### 插电式四驱混合动力汽车的匹配与仿真建模 #### 一、引言 随着石油资源日益枯竭及环境污染问题加剧，发展新能源汽车已成为全球汽车产业的重要趋势之一。其中，插电式混合动力电动汽车（PHEV）作为一种过渡性产品，在保持传统燃油车长续航里程的同时，通过外接电源充电的方式减少了对燃油的依赖，从而有效降低使用成本并减少排放。然而，其节能潜力能否充分发挥很大程度上取决于参数匹配与控制策略的设计。因此，对于插电式混合动力汽车的动力传动系统进行细致的研究和优化显得尤为重要。 #### 二、插电式四驱混合动力汽车动力传动系统参数匹配 1. **整体目标与需求**：以提高整车经济性为目标，首先计算出所需的总功率，并基于车辆性能要求分别确定发动机和电机的功率范围，在这些范围内选择三组不同的组合。 2. **发动机与电机功率匹配**：根据所选的动力源参数进一步确定自动手动变速箱（AMT）及主减速器的速比以及电池组参数，以满足纯电动续驶里程的要求。 3. **动力传动系统参数确定**：通过上述步骤最终得到三组不同的动力传动系统参数组合，即A、B和C组。 #### 三、整车控制策略与动力传动系统建模 1. **控制策略选择**：本段落采用逻辑门控制系统模式切换及能量分配。根据不同动力源参数设定阈值来实现不同工作模式的转换。 2. **能量分配方案**：当发动机或电机单独运行时，所需能源由相应动力源提供；在混合驱动状态下，发动机在其最优经济线上运转，并将多余的能量用于充电，不足部分则由电动机补充。 3. **仿真模型构建**：利用逆向建模方法，在Matlab Simulink平台上建立了包括路况、AMT、工作模式切换、整车需求能量分配、发动机及电机等组件在内的仿真系统。按照动力传递的顺序连接这些模块以形成完整的模拟环境。 #### 四、仿真分析 1. **不同工况下的能耗经济性**：在新欧洲行驶循环（NEDC）、美国市区行驶循环（UDDS）和高速道路行驶循环（HWFET）三种不同的条件下，以及充电维持（CS）和充电耗尽（CD）两种运行模式下对上述三组动力传动系统进行仿真计算。 2. **仿真结果**：在CD模式中，A组参数配置的发动机功率最小且电机功率最大，在各种工况下均表现出最低油耗但电能消耗最高；C组则相反，其燃油经济性最差而电力使用最少。而在CS模式下所有三组系统电池状态（SOC）均可维持在0.3左右，其中A组动力传动系统的油耗最低、B组次之、C组最高。 3. **结论与建议**：综合考虑燃油和电能消耗两方面因素后选择A组参数配置作为最佳匹配方案。 #### 五、总结 通过对插电式四驱混合动力汽车的动力传动系统进行深入研究，本段落提出了一种完善的仿真模型，并通过不同工况下的仿真分析验证了其有效性。研究表明合理的动力传动系统参数匹配及控制策略能够显著提高PHEV的整体经济性，为后续同类车辆的研发提供了重要的理论依据和技术支持。