【摘 要】
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随着环境污染和能源危机的问题日趋严重,新能源车辆技术应运而生,混合动力汽车具有动力性好、续驶里程长及排放低等显著优势。采用行星齿轮机构的动力耦合系统混合动力汽车具有丰富的工作模式,能够适应复杂多变的工况;在车辆运行中,能够实现发动机与车轮处转速和转矩的双重解耦。由于双行星排式混合动力汽车有多个动力源耦合输入,在传动系统控制研究方面,需综合考虑发动机和电机等部件效率特性与动力耦合机构的工作特性,从而
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随着环境污染和能源危机的问题日趋严重,新能源车辆技术应运而生,混合动力汽车具有动力性好、续驶里程长及排放低等显著优势。采用行星齿轮机构的动力耦合系统混合动力汽车具有丰富的工作模式,能够适应复杂多变的工况;在车辆运行中,能够实现发动机与车轮处转速和转矩的双重解耦。由于双行星排式混合动力汽车有多个动力源耦合输入,在传动系统控制研究方面,需综合考虑发动机和电机等部件效率特性与动力耦合机构的工作特性,从而提升整车经济性。本文以一款双行星排式混合动力耦合系统的城市公交客车为研究对象,从系统构型分析、动力系统主要部件建模分析、整车模型和功率分配控制策略搭建到联合仿真验证展开研究。（1）介绍混合动力耦合系统的构型,对混合动力客车动力系统各动力元件进行分析与建模,包括对发动机、电机MG1及电机MG2的转速转矩特性分析,建立动力电池的数学模型。在此基础上,在AVL/CRUISE仿真平台中搭建整车前向仿真模型,为整车功率分配控制策略的研究提供基础。（2）对搭载行星齿轮机构的混合动力耦合系统的构型进行特性分析与研究。运用杠杆法理论建立动力耦合机构的动态和静态数学模型,得到电机与发动机理想转矩、功率分配的数学关系;并基于系统传动效率与电功率比,分析功率循环现象。在此基础上,在MATLAB/Simulink中设计基于传动效率最优的机械点功率分配控制策略,并与AVL/CRUISE中搭建的整车模型进行联合仿真。结果表明,机械点功率分配控制策略能够保证系统传动效率高,整车等效油耗为21.54L/100km。（3）针对基于传动效率最优的机械点功率分配控制策略中发动机工作点分布在低效率区域的问题,设计模糊控制器对发动机工作点进行优化控制。当车辆运行在混合驱动模式,以油门踏板开度、动力电池SOC为输入,发动机的输出需求功率为输出,设计模糊控制器。联合仿真结果表明,基于模糊优化控制的发动机工作点得到有效改善,整车等效油耗为19.768L/100km,经济性提升了8.23%。（4）引入智能算法对模糊控制器进一步优化。采用基于模拟退火的粒子群优化算法,以整车燃油消耗最少为优化函数,对模糊控制器的隶属度函数和模糊控制规则进行优化。优化结果表明,相对于机械点控制策略,整车经济性提升了13.85%。（5）对整车功率分配控制策略进行硬件在环验证。搭建硬件在环测试系统,在CCBC循环工况下完成本文功率分配控制策略的硬件在环测试。结果表明本文提出的功率分配控制策略的可行性与有效性。
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