基于AMESim的混合动力汽车控制策略设计与优化

莫宇等

摘要：为改善汽车的经济性和排放性能，本文以并联式混合动力汽车为研究对象，首先根据某款混合动力汽车设计要求，计算各个部件参数，并在AMESim软件上搭建了整车模型；然后采用逻辑门限值控制策略中的电力辅助控制策略，基于Matlab-Simulink搭建电力辅助控制策略，并在NEDC212况下进行联合仿真，最后集成Isight，采用NSGA-Ⅱ算法对控制参数进行优化，并进行优化后的整车经济性和排放性能仿真分析对比，验证了本文的控制策略设计与优化方法可行性。

关键词：混合动力汽车；控制策略设计；遗传算法；参数优化

中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2018）01-0008-06

引言

与传统汽车相比，混合动力汽车以其低油耗、低排放的优点受到人们的广泛青睐。而混合动力汽车的动力系统部件参数与控制策略参数决定了整车的燃油经济性和排放水平。尤其控制策略作为混合动力汽车的核心，决定了整车的工作状态以及车辆内部的能量分配。目前混合动力汽车的控制策略主要可以分为四种类型：基于逻辑门限能量管理策略；瞬时优化控制策略；全局最优控制策略；智能型能量管理策略。其中基于逻辑门限能量管理策略实现简单，鲁棒性好，所以目前应用较为广泛。

在设定控制策略中具体参数时，一般根据设计者的经验或者多次的尝试来进行确定，但是这并不能保证所取参数最优。因此对混合动力汽车控制策略参数的优化是提升整车性能的重要之举。

本文以某款新开发的混合动力汽车为例，通过AMEsim，Simulink建立整车模型与控制策略模型，研究控制策略设计可行性，最后使用Isight对其控制策略关键参数进行优化，使其在保证动力性基础上进一步降低油耗与排放。

1混合动力轿车动力系统设计

1.1动力总成设计

本文采用并联式混合动力总成，包括内燃机与电机两套驅动系统，二者既可以分开运作单独驱动，也可以联合驱动，其动力总成布置如图1所示：

1.2动力系统参数设计

现以某款混合动力轿车为例进行计算。其主要的结构尺寸参数如下表1，技术指标如图2所示：

1.2.1发动机参数设计

发动机作为混合动力汽车的主要驱动力来源，在各种工况几乎都要使用，单独驱动、行车充电、混合驱动等等。因此发动机最大功率的选择关系到汽车的动力性能好坏，影响着排放性和经济型的优劣。根据最高车速来初步选定发动机最大功率：