摘要: 插电式混合动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle,PHEV)因具有节能减排的优势，而成为目前汽车行业的研究热点之一。随着人们对PHEV整车经济性、动力性等性能要求的逐步提高，对车用能量源和电机的性能也提出了更高要求。为此，车用复合电源系统(Hy... 展开 插电式混合动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle,PHEV)因具有节能减排的优势，而成为目前汽车行业的研究热点之一。随着人们对PHEV整车经济性、动力性等性能要求的逐步提高，对车用能量源和电机的性能也提出了更高要求。为此，车用复合电源系统(HybridEnergyStorageSystem,HESS)和双转子电机(DualRotorMotor,DRM)逐步引起了人们的重视。HESS可通过超级电容满足汽车纯电驱动时的大功率需求，显著降低动力蓄电池的放电倍率，从而有效延长动力蓄电池的寿命；DRM则具有比传统电机更高的功率密度和工作效率。由于HESS和DRM在PHEV中的应用增加了PHEV中动力源和能量源的数量，合理的能量管理控制是保证HESS和DRM的优势得到充分发挥的关键技术之一。所以，本文以PHEV能量管理控制为重点，开展了如下方面的研究： （1）基于对HESS拓扑结构和DRM结构原理的分析，提出了一种复合电源型双转子电机插电式混合动力汽车(HESSDRMPHEV,HD-PHEV)的动力传动系统构型，完成了动力源工作模式的设计；基于整车基本参数，分析了整车功率和能量需求，完成了动力传动系统关键部件的参数匹配。 （2）基于动力传动系统部件的参数匹配结果，利用AVLCruise软件完成了HD-PHEV整车建模，其中，发动机、动力蓄电池和超级电容等模块采用软件中已有的模块进行建模；针对软件中缺少DRM模块且已有的DC/DC变换器模块的效率特性无法满足使用要求的问题，基于DRM的工作原理和DC/DC变换器的效率特性，采用软件中已有的模块进行了组合建模。 （3）基于HD-PHEV的动力传动系统构型，明确了HD-PHEV能量管理策略的基本设计原则；基于动力源工作模式，提出一种基于规则的动力源控制策略，包括驱动和制动需求转矩计算、动力源需求转矩分配和动力源工作模式切换等部分，并使用序列二次规划(SequentialQuadraticProgramming,SQP)算法优化了DRM的驱动转矩分配；基于动态规划(DynamicProgramming,DP)算法，对HESS在典型工况下的功率分配进行了优化，从优化结果中总结出功率分配规则，基于分配规则提出一种基于规则的复合电源控制策略；最后基于Matlab/Simulink软件完成能量管理控制模型搭建。 （4）基于AVLCruise和Matlab/Simulink软件搭建模型在环仿真平台，从整车动力性、动力源控制效果、复合电源控制效果、工况适应性和整车经济性5个方面对能量管理策略进行了验证。仿真结果表明，整车动力性和纯电续驶里程满足设计要求，动力源和复合电源的控制效果以及工况适应性良好，发动机百公里燃油消耗量降低了18.93%。综上，能量管理策略的有效性得到了验证。 收起