混合动力汽车发动机模型与仿真研究

"该资源主要涉及混合动力汽车的建模与仿真，特别是发动机模型的构建。作者使用Simulink进行模型开发，同时讨论了混合动力汽车控制系统和能量管理策略。文章出自上海交通大学的一篇博士学位论文，由李卫民撰写，导师为徐扬生，研究得到了香港政府创新与科技署的支持。" 在混合动力汽车建模中，发动机模型是关键部分，因为它是主要的动力源。通常，发动机模型有两种建模方法：基于数学模型的理论建模和基于实验数据的查表法。理论建模通过流体力学、动力学等多领域知识详细描述发动机工作过程，但数据获取困难，模型复杂，不适合实时仿真。而查表法则依据实验数据建立，简便且能反映稳态特性，但无法体现瞬态响应。在混合动力汽车的仿真中，由于只需关注发动机的输入输出特性，故作者采用了查表法。 控制系统设计时，发动机模型需要考虑的输出包括转矩、转动惯量、燃油消耗量和排放数据。输入则包括转矩需求、起动机/起动发电机的转矩输入及传动系转速。在混合动力汽车中，驾驶员的加速踏板不再直接影响节气门开度，而是由发动机控制器根据转速和转矩需求自动调节。 Simulink模型顶层系统框图展示了发动机模型的四个模块：转矩计算模块、燃油消耗量计算模块、排放计算模块和发动机热模型模块。这些模块共同作用，模拟发动机的实际运行。 此外，论文还探讨了基于高性能DSP芯片的整车控制器设计，实现HEV的多工作模式能量管理。通过动态规划、随机动态规划和神经元动态规划设计了不同的能量管理策略，对比了它们的性能和特点。利用MATLAB/Simulink进行前向仿真，验证了工作模式切换的控制策略，并通过Stateflow自动生成C代码，用于控制器硬件执行。 这篇博士论文深入研究了混合动力汽车的建模、仿真、控制策略和能量管理，为混合动力汽车技术的进一步发展提供了理论和实践支持。