基于Simulink的混合动力车型动力经济性仿真模型ppt课件.pptx

《基于Simulink的混合动力车型动力经济性仿真模型ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Simulink的混合动力车型动力经济性仿真模型ppt课件.pptx（38页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、基于Simulink的混合动力车型动力经济性仿真模型,王建雷,目 录,1 概述2 整车纵向动力学模型3 Simulink建模思路4 仿真模型调校总结,1. 概述,动力性经济性是整车两项重要的性能。动力性主要考核的是车辆在纵向加速、爬坡、最高车速等方面的表现，主要是全油门状态下车辆动力总成的纵向驱动能力；而经济性主要考核的是在给定的工况下，车辆在纵向行驶时对能源的消耗量，也即在给定工况下，车辆动力总成对能源的消耗率水平。尤其在包含纯电动车型及混合动力车型中，动力经济性是整车性能关键考核项目（或可认为是最重要的考核项目） 新能源车型动力经济性主要考核内容如下表所示：,1. 概述,行业内采用的动力经

2、济性仿真手段有：AVL Cruise、GT Drive、Carsim、Advisor等，但不论何种仿真手段在新能源车型仿真时，都会存在一定的缺陷，最重要的缺陷就是，这些仿真软件并不具备完全的编程能力，或不具有开放的建模能力，很难涵盖行业内所有的新能源技术路线及能量、功率管理策略。采用这些软件进行仿真时，大多需要与其他专门的控制策略编制软件联合仿真（线上或线下）。 这里就将介绍一种更为简单，适用于所有新能源车型的动力经济性的基础仿真模型基于Simulink的动力经济性独立仿真模型。 新能源车型的动力经济性计算方法与传统动力车型并无区别。但因为新能源车型存在动力源的功率或扭矩分配，所以必须在计算过

3、程中，引入功率/能量管理策略1，而Simulink就是在工程上一款功能强大的编程软件，对于功率/能量管理策略的建模也非常高效。 Simulink具有以下优势： 1） 支持不同功率、能量管理策略制定，策略程序方法具有极强的设计开放度； 2） 模型计算步长小，精度高，速度快； 3） 较人性的UI界面，策略设计更加直观，模型搭建及校对时，具有很强的可读性； 4） 具有很强的模块化设计能力，封装简单，与其他性能仿真软件有极强的兼容性2。 下文将介绍如何独立采用Simulink编程软件进行TJ07车型（CS10-2018，EF15TGDI+EVX4，P1+P3）动力经济性计算。 1 需要注意的是，功率管

4、理与能量管理是完全不同的概念，功率管理策略涉及的是在满足使用需求前提下的即时功率分配，是整车需求功率与输出功率的功率流控制。而能量管理则是对某一段行程内能量的消耗与恢复。比如电池的功率管理，是在电池峰值充电、峰值放电、额定充电、额定放电等范围内进行的功率、效率、温度、电荷、电压管理与控制；而电池的能量管理，则是在电池SOC上下限之间进行的充电、放电能量阈值控制。虽然在电池功率管理和能量管理中，都会涉及到电池效率问题，但二者关注度也是不一样的，功率管理的效率是由于电池内阻的消耗造成的；而电池能量管理的效率则还会涉及到充电桩、电池寿命等部分的影响。 2 实际上，作为其他仿真软件的策略编辑接口，Si

5、mulink所搭建的控制策略模型更应该称为是混动车型的动力经济性仿真核心模型。,2 整车纵向动力学模型,整车纵向动力学主要基于牛顿第二定律进行的平衡计算。,其中：F驱动为车辆驱动系统体现到车轮的驱动力，动力系统所提供的驱动力经过齿轮、链条或其他传动机构的 杠杆作用，施加给车轮，N； F滚阻为车辆在纵向行驶时，由轮胎变形、摩擦造成的阻力，N ； F风阻为在车辆纵向行驶时，由空气粘滞、压缩、减压等作用，施加给车辆，阻碍其前进的力，N ； F坡阻为在车辆纵向行驶时，车辆重力在道路的坡度方向上的分量。若车辆行驶方向坡度为正，也即车辆爬坡，则 F坡阻也为正值；若车辆行驶方向坡度为负，也即车辆下坡，则F坡

6、阻也为负值；N； M为车辆车重，kg；a为车辆纵向加速度m/s2,后续的动力经济性计算基于公式1，或者公式1的衍生公式进行计算,公式1,其中： 为车辆各个动力总成外特性功率与各自系统的传动效率的乘积之和（ 为第i个动力模块的转速，rpm），kW； f(V)为车轮滚动阻力系数，无量纲； 为道路坡度，或rad； a为加速度，最高车速计算中取0 Cd为车辆风阻系数，无量纲； A为车辆迎风面积，m2； V为车速，km/h；另外： 是此动力与车速V、车轮滚动半径R及此动力相对车轮的总速比 有关的函数，如公式3：,2.1 最高车速计算方法 为方便计算，采用车轮处的功率平衡法进行计算。解算以下公式可得车辆的

7、最高车速。,2 整车纵向动力学模型,公式2,公式3,其中： 为车辆各个动力总成外特性扭矩与各自系统的传动效率、总速比的乘积之和，Nm；,2.2 爬坡度计算方法 为方便计算，采用车辆的力平衡法或车轮处扭矩平衡法（力平衡公式中加入车轮滚动半径）计算车辆的坡道能力。,2 整车纵向动力学模型,公式4,公式4所计算得到的是坡度与车速的曲线，示意图如右，取峰值，可得此时工况下车辆最高爬坡度，以及对应的车速。另外为防止车辆爬坡打滑，最后还应进行驱动力与地面附着系数的校对。 在实际试验中，车辆冲坡和坡起坡度差异比较大，还应根据试验车速确定爬坡能力。,为车辆在加速过程中的当量质量，包含车辆测试重量，以及车辆各个

8、与纵向运动相关的单元的当量质量（由转动惯量求得）。在2.2的爬坡计算以及后续的油耗、能耗计算中，加速项皆应采用当量质量，而不是车辆本体的测试质量。,2.3 加速性能计算方法 车辆的加速性能采用扭矩平衡法计算计算瞬时加速特性（速度与加速度的关系），然后将加速度按照时间进行积分，可求得车辆的纵向加速曲线。,2 整车纵向动力学模型,公式5,其中： 车轮转动惯量，kmm2； 为车辆其他纵向运动相关的单元，避让发动机、电动机、变速箱、差速器、离合器等模块的转动惯量，kgm2,公式6,其中：瞬时功率为车辆行驶所需的瞬时功率，并非是动力系统输出功率；公式7已假定道路坡度为0。,2.4 油耗/能耗计算方法 车

9、辆的油耗能耗计算方法，采用瞬时功率平衡法计算，然后瞬时功率以时间进行积分求得。如右图所示,2 整车纵向动力学模型,公式7,油耗/能耗的积分公式为：,公式8,注：1. 在积分计算中应首先判断车辆的需求功率时正还是负。 2. 车辆的回收功率不可能全部通过传动系统传递到动力电池，这取决于车辆的能量回收策略：如回收发电的电机、电池等模块的最大回收能力（峰值、效率等），车辆制动性能、行驶安全、功能安全、驾驶性以及其他功性能的要求。,3 Simulink建模思路,3.1 模型分析 混动模型建模之前，需对整车、混动技术路线、各动力单元、动力电池等模块的特性进行分析： TJ07车型所采用的是P1+P3构型的混

10、合动力，如右下所示。系统通过控制两个离合器C1、C2的开启与关闭，实现不同的功率输出模式的切换，混合动力系统中无变速箱。整车及其他计算相关参数如下：,ISG电机，45kW，143Nm,发动机，125kW，260Nm,行星齿轮，速比3.068，效率95%,主减速器，速比3.143，效率97%,C1,C2,TM电机，100kW，270Nm,3 Simulink建模思路,该混合动力存在如下工作模式 1） HEV模式（C1、C2闭合），此时车辆在三个或两个动力源（发动机及TM电机）驱动下运行，适用于强载工况； 2） EV模式（C2闭合，C1分离），此时车辆在TM电机单独驱动下运行，从动力电池取电； 3

11、） OOL发动机直驱（C1闭合，C2分离），此时车辆由发动机直接驱动，ISG空转或发电，适用于高速轻中载； 4） RE增程模式（C2闭合，C1分离），此时车辆），此时车辆在TM电机单独驱动下运行，发动机与ISG电机组成发电模块APU为TM电机供电，适用于低电量行驶工况；,C1,C2,TM电机,ISG电机,发动机,5） 回收（C1闭合或C2闭合，取决于上一工况的离合器状态），适用于制动减速或下坡工况。在经济性仿真建模计算时，只考虑制动的情况，同时为简化计算，只采用TM电机回收工况（Simulink是可以做ISG回收和TM回收并存的策略的，但在此次仿真中，进行简化建模）。 理论上讲，此混合动力构型

12、可以实现ISG反拖发动机的驱动工况，但此工况对系统的功能安全、耐久、效率都无利，动力经济性计算中，也就不再考虑ISG反拖发动机的工况（主要体现在加速性和爬坡性能上）,3 Simulink建模思路,3.2 动力性计算建模3.2.1 最高车速建模 Simulink进行最高车速计算时，也是采用公式2进行，所不同之处在于各个独立总成的外特性功率，车辆的滚动阻力系数，不再是简化形式，而是确切的测量数据（如2.1附件）。仿真模型采用插值计算。,建模步骤：Step1：搭建主模型，Simulink中搭建输入模块（将假定车速作为连续变量输入）、阻功率（阻力车速）模块、动力源功率模块Step2：分别根据公式2搭建

13、阻功率计算模块、动力源功率模块。在最高车速计算中，存在三种计算需求：HEV最高车速、EV最高车速及OOL最高车速Step3：引入电池功率限值曲线，在HEV及EV最高车速计算时，必须考虑电池的输出功率限值（比如在TJ07车型动力性计算中，TM电机与ISG电机功率之和为145kW，而动力电池并不能提供如此高的功率，在1km/h最高车速中，电池需持续放电15-30s，故应在动力源功率计算中，将电池输出功率作为一个限制因素进行约束）。Step4：分别联接发动机、TM电机、ISG电机外特性功率曲线，以及电池输出功率曲线。运行模型进行仿真计算，计算模型如下页所示。（同时，此模型可适用于不同坡度下的最高车速

14、计算）,3 Simulink建模思路,阻功率计算,动力源功率计算,3.2.1 最高车速建模,3 Simulink建模思路,3.2.1 最高车速建模,HEV下1km内最高车速,发动机直驱下最高车速,EV下1km内最高车速,3 Simulink建模思路,3.2.2 最大爬坡度建模 Simulink进行最大爬坡度计算时，采用公式4进行。,建模步骤：Step1：搭建主模型，Simulink中搭建输入模块（将假定坡度作为连续变量输入）、阻扭矩（阻力车速）模块、动力源扭矩模块、打滑校对模块。Step2：分别根据公式4搭建阻扭矩计算模块、动力源扭矩模块。其中在阻扭矩计算模块中，为保证爬坡性能安全，建议在计算

15、中，预留0.5m/s2的加速度（也可不予理会），车速设定为固定值0；同时在坡起计算中，不建议引入ISG反拖发动机的工况（反拖情况下爬坡能力虽然更强，但系统并不安全，效率也较低，所以TJ07车型在低速爬坡工况下，仅考虑一个动力源情况）。Step3：为避免爬坡打滑，还应搭建打滑校对模块，以最终确认是否在爬坡过程中有打滑现象。Step4：分别联接发动机、TM电机、ISG电机外扭矩曲线，因在最大爬坡度计算中，车辆车速较低，故需求功率一般不会达到峰值功率（但需求扭矩较高）， 故可不用动力电池的功率进行约束限制运行模型进行仿真计算，计算模型如下页所示。在新能源车辆试验规范中，有不同坡度下（4%、7%、12

16、%等）的最高车速计算，不建议采用此模型计算，而是采用3.2.1的模型进行计算（设定坡度为计算要求的坡度）。,3 Simulink建模思路,阻扭矩计算,动力源扭矩计算,3.2.2 最大爬坡度建模,打滑校对,3 Simulink建模思路,3.2.2 最大爬坡度建模,3 Simulink建模思路,3.2.3 加速性能建模 Simulink进行加速性能计算时，采用公式5进行。但Simulink搭建加速性能仿真模型更适合使用迭代计算方法（“代数环”），也即将前一步长加速性能的计算结果（比如前一步长车速V、加速度a）作为下一步长计算的输入。,建模步骤：Step1：搭建主模型，Simulink中搭建输入模块

17、（将上一步长计算的加速度作为一项输入，以时间积分后的结果为输入车速，加速度、车速初始值默认为0）、除加速部分的整车阻扭矩（阻力车速）模块、动力源扭矩模块。由于加速部分的加速度计算受动力总成、传动系统转动惯量影响，整车质量需采用当量质量，故在主模型中还应搭建当量质量转换模块（计算方法见公式6）。Step2：分别根据公式5搭建各个子模块。其中公式中的车速为上一步计算得到的加速度进行积分获取（代数环）；同时加速计算中，同样不建议在低速中引入ISG反拖发动机的工况，所以ISG电机及发动机的介入时机皆宜以发动机的怠速转速为准（4.2节介绍如何校对模型时，再更新输入即可）。Step3：同时还应注意在加速过

18、程中，是有可能出现两个电机总功率大于电池峰值放电功率的，所以还应在增加电池功率限值模块（加速性能达到峰值功率的时间一般不会超过10s，所以采用电池10s峰值放电的限制即可，校对方法如4.4节）。Step4：分别联接发动机、TM电机、ISG电机外扭矩曲线，增加监视器模块，以获取车辆加速曲线运行模型进行仿真计算，计算模型如下页所示。,3 Simulink建模思路,除加速外的阻扭矩计算,动力源扭矩计算,3.2.3 加速性能计算建模,当量质量计算,3 Simulink建模思路,3.2.3 加速性能计算建模,3 Simulink建模思路,3.3 经济性计算建模 Simulink进行瞬时电能耗/油耗计算时

19、，主要是采用公式7进行；然而由于电驱动和燃油状态下不同工况下的能耗（g/kWh）差异较大，故在进行总体电能耗和油耗计算时，方法不同： 1） 电能耗根据电池内阻充放电的瞬时功率损耗，积分计算总能耗，见3.3.2，Step2； 2） 燃油油耗是在发动机万有特性曲线中进行插值计算瞬时油耗，最后进行瞬时油耗的积分，见3.3.3，Step2,整车经济性计算，主要包含条件A（油耗最低工况，或纯电工况）、条件B（电耗最低工况或电量平衡工况）两项计算内容。总体来说如果车辆可实现纯电行驶，且纯电系统（包含电机、电池等）的功率、续驶里程能满足一个工况循环，那么条件A的计算就等同于纯电动车的计算；然而条件B的计算就

20、比较复杂了，必须考虑混合动力在循环工况下的能量模式切换，功率分配策略，能量回收策略等。 条件B经济性的计算就不是其他仿真软件所擅长的了，采用Simulink搭建混合动力模型就十分必要了（在其他软件制作联合仿真模型时，也基本都采用Simulink搭建控制策略）。,3 Simulink建模思路,3.3.1 混合动力功率管理策略,1 1kg汽油的热值大约为44000kJ也即44000/3600kWh（也即12.2kWh）2 说是仿真策略主要是因为混合动力汽车HCU的控制策略并不完全为动力经济性建模，需考虑制动性能、驾驶性、功能安全、可靠耐久寿命等方面的因素。,一般PHEV控制策略是基于状态机、模糊控

21、制及全局优化等方式结合而进行建模的，很少采用某一策略单独进行建模。下文将阐述基于状态机，以及NEDC循环的全局优化功率管理仿真策略2建模。 主要思路就是利用历史数据在一个给定的行驶周期内（如NEDC），寻找最优化的电池电源消耗函数的最佳设置参数。,3 Simulink建模思路,3.3.2 条件A经济性计算建模Step1：预计算 在TJ07车型条件A经济性仿真建模之前，首先应选型并保证整车纯电行驶的各个动力模块是支持完成NEDC循环的，否则车辆的纯电续驶里程将不能符合新能源车要求，而且在后续的HCU开发中，也应保留EV模式的开关。 判断内容主要有： 1） 电机输出功率支持整车完成NEDC循环。通

22、过分析电机在NEDC循环中每个速度段的峰值功率是否能覆盖整车的行驶需求功率判断。 2） 电池容量支持完成NEDC循环，通过简单计算求得，一般整车NEDC平均电耗低于110Wh/kmt，也即TJ07车型（重1.95t）如果配备2.15kWh电池，就可完成一次NEDC循环。 3） 电池输出功率是否支持完成NEDC循环。通过分析低SOC状态下电池峰值功率在默认电池效率90%下与整车的行驶最大需求功率判断。 如右图所示，经预计算，TJ07车型在NEDC循环中电机可支持NEDC循环工况运行。也即条件A的经济性也就是TJ07在EV模式下的能耗。,3 Simulink建模思路,3.3.2 条件A经济性计算建

23、模Step2：搭建仿真主模型，包含 1） 输入子模块：NEDC循环中以时间为变量，速度、加速度为应变量的曲线作为仿真计算的输入循环，如果有车辆在NEDC循环过程中的电池温度曲线，也应作为一项输入，因为电池的内阻是温度的曲线，直接影响电池的输出效率； 2） 需求功率/扭矩计算子模块 3） TM电机驱动子模块，采用插值法功获取TM电机瞬时工作效率（只有在需求率为正时，此子模块运行）； 4） 回收子模块，采用插值法获取TM电机瞬时工作效率，注意能量回收的策略（见4.3节）： 理论上，车辆在滑行和制动过程中，皆可进行能量回收，这两种工况下车辆加速度皆为负； 车速低于5km/h时，无法回收能量； 只有减

24、速度-0.8m/s2时，才建议进行能量回收，否则皆采用机械制动； 回收的最大功率不可超过电池峰值充电功率。 5) 电池效率子模块，根据电机瞬时需求或发电功率反推电流（电池端电压为350V），进而求得电池的瞬时损耗/充电功率。如下：,其中： 及 为TM电机（含逆变器、配电盒等）线束端口的输入输出功率，也是电池端口的瞬时功率，已考虑动力系统（电机、逆变器）的效率，未考虑电池效率，由电机的台架试验获取。R为电池内阻（若欲精确设定，需有电池的温度特性）。,公式9,3 Simulink建模思路,3.3.2 条件A经济性计算建模Step3：根据公式7及电池功率计算公式9，搭建各个子模块；Step4：分别联

25、接TM电机万有特性曲线，电池温度曲线（如有），电池电压曲线（ ，如有。一般纯电动车或PHEV一个NEDC循环中，SOC的变化对电压的影响并不大，所以也可设定为恒定值，TJ07车型为350V；但在计算纯电续驶里程时，电池电压曲线就非常重要了），运行模型进行仿真计算，对 进行积分，获取一个NEDC循环的总电耗。计算模型如下页所示。,3 Simulink建模思路,3.3.2 条件A经济性计算建模,TM电机能耗计算,TM电机回收计算,需求功率及需求扭矩计算,3 Simulink建模思路,3.3.2 条件A经济性计算建模,EV模式下，电池瞬时输出/充电功率（蓝色）与NEDC循环需求功率（黄色）对比,3

26、Simulink建模思路,3.3.3 条件B经济性计算建模Step1：策略分析 在TJ07车型条件B（低电量下）经济性仿真是基于以下条件进行的： 1） 总电能耗平衡进行建模的：电池电耗为0，或某一负值，试验是允许出现电池在试验结束后，有额外的电能消耗（3%以内）的，但在理论计算仿真中，不建议有额外的电能消耗。 2） 为保证发动机燃油效率最高，发动机只运行最优经济点、最优经济曲线（实际使用中会使用的是最优经济区，而不只是经济型）。 3） TJ07所选用的混动技术路线不允许在低速时发动机直驱，所以应该在低速段应该由TM电机驱动。此时有两种能量管理策略：低速段电池放电，驱动电机；在后续车速抬升，发动

27、机可以直驱后，运行经济曲线，多余的功率，用来给电池补充电量；通过调整发动机介入时机，使满足电量的相对平衡；低速段车辆运行增程模式，发动机与ISG电机组成发电单元APU，支持TM电机的能耗。2 在Simulink中，这两种策略都是可以实现的，相对来说策略更简单一些，策略需要增加一个电池电能的积分模块，实时监测电池电量（SOC）即可。此次建模使用策略进行控制。 4） 回收策略，同3.3.2 中Step2 所述纯电工况回收策略，不同之处在于回收策略也有两种： ISG电机也可参与能量回收取决于上一时刻C1、C2离合器状态； 只使用TM电机作为能量回收的电机，ISG在车辆制动或滑行时空转。此次建模使用策

28、略进行控制。,2 理论上讲，策略增程模式下系统总效率是低于策略的，除非电机的效率出现两极分化高效区的效率远高于低效区，或发动机的燃油效率最优曲线出现两极分化某些发动机转速的最优燃油消耗率远低于其他转速的最优燃油消耗率。策略更偏重于理论计算，通过调整发动机介入时机可以实现适用于某些循环工况的全局优化，但此策略在实际使用中几乎无法用到。策略则更偏重实际使用的状态。,3 Simulink建模思路,3.3.3 条件B经济性计算建模Step2：搭建仿真主模型，包含 1） 输入子模块：同3.3.2，Step2，另外增加发动机及ISG的输入口； 2） 需求功率/扭矩计算子模块，同3.3.2，Step2 3）

29、 TM电机驱动子模块，同3.3.2，Step2，只有在需求功率为正，且发动机未介入直驱时，此子模块运行； 4） 发动机燃油消耗子模块：车速需达到介入限制（预先假定的车速信号，后续进行全局优化时，只需调整发动机介入车速，就可进行全局优化分析），需求功率为正，此两个条件满足后，运行最优经济曲线。如公式9，根据此时的发动机转速可以获取燃油消耗率及最优经济线的瞬时功率。进而可以计算瞬时油耗。积分获取循环油耗量，计算NEDC循环油耗； 5） 行车发电子模块：发动机可以介入驱动时，即有可能存在行车发电（发动机经济线功率高于车辆需求功率时），或ISG助力（发动机经济线低于车辆需求功率，需ISG电机进行助力）

30、，此模块应重点注意发电和助力时，电机效率电池效率的方向性； 6） 传动系统当量质量子模块：动力总成、传动系统、车轮的转动惯量转换的当量质量计算，主要用于加速阻力计算时； 7） 回收子模块，同3.3.2，Step2，不使用ISG进行能量回收。 由此可见，条件B的油耗计算可以和条件A的电能耗计算放入一个模型中，唯一不同是在计算条件A的电能耗时，只需将发动机介入车速调整到120km/h（NEDC循环最高车速）以上即可。,公式9,3 Simulink建模思路,3.3.3 条件B经济性计算建模Step3：根据计算公式7及其他计算公式，搭建各个子模块；Step4：分别联接TM电机万有特性曲线、ISG万有特

31、性曲线，如若有实验数据，还需连接电池温度曲线（如有）、发动机温升曲线（发动机温升曲线根据准确的PHEV标定数据输入，不能使用传统动力的经验数据），电池电压曲线（ ，如有。在条件B试验中，SOC的变化不大，所以也可设定为恒定值）.Step5：发动机万有特性曲线中，提取发动机最优燃油消耗率曲线，以及对应的发动机最优功率曲线：通过提取万有特性曲线中各个转速下最低燃油消耗率的点（g/kwh，也即最高燃效的点）获得。运行模型进行仿真计算，对电池瞬时功率 进行积分，获取一个NEDC循环的总电耗，通过调整发动机介入时机，使得电池总电耗达到平衡状态（电耗为0，或某一负值，也即对电池电量略有补充，如果计算中略有

32、消耗，处在3%范围以内，也是可以接受的）。计算模型如下页所示。,3 Simulink建模思路,3.3.3 条件B经济性计算建模,发动机转动惯量损耗功率计算,发动机油耗计算,ISG行车发电或助力能耗计算,3 Simulink建模思路,3.3.3 条件B经济性计算建模 以下为设定发动机介入车速为50km/h时的油耗积分图及电池电耗积分图。此时油耗为6.86L/100km，电池电池略有提高（增加了117Wh电量）。,油耗积分图,电池电耗积分图,4 仿真模型调校,以上混动模型的搭建皆是基于理想状态，且未进行整车适应性的调校。比如在加速性能和NEDC循环过程中发动机介入时机的标定，发动机在NEDC循环中

33、的热机标定，电池温度变化对电池效率的影响，能量回收的最低车速和加速度标定，发动机最优经济曲线的标定等等，都是会影响整车动力经济性的关键因素。,4.1 发动机最优经济曲线的标定 实际使用中PHEV车型虽然使用的是最优经济区，也即在经济线上下设定阈值，只判定退出当前模式的条件，不判定进入下一模式的条件，这是为了避免车辆频繁进行模式切换。但计算为简化计算，不考虑采用此策略，而这样的设定对计算结果的影响并不大。 因此，在仿真之前，在发动机部分负荷特性图中，摘取最经济曲线，是非常重要的，而此经济曲线直接影响燃油经济性的计算结果。如右图所示，先提取最低燃油消耗率曲线，然后插值获取此曲线所对应的功率线。由三

34、维图，转换为二维图，如下图所示,4 仿真模型调校,4.2 发动机介入驱动的时机标定 为保证较好的加速性能，需要发动机早介入，在怠速阶段就应该可以采用外特性介入驱动（如左下图所示），然而此时的燃油经济性就会下降，油耗升高，因为发动机的提前介入，致使发动机在NEDC循环中介入的更多（如右下图所示）。 往往动力性和经济性是有所取舍的，如果偏重降低油耗，则应在满足法规标准要求的前提下，提高发动机介入车速；如果偏重动力性，则应牺牲经济性，让发动机尽早介入。,4 仿真模型调校,4.3 能量回收的车速及加速度设定 为保证较好的循环工况经济性，势必会设定较为激进的回收策略，也即尽量使得循环中所有的减速过程都进

35、行能量回收，且完全回收（当然，回收效率是要考虑的，此处所述的完全回收表示的是回收比例，也即机械制动不介入）。也即只要车辆需求功率为负，则进行回收。 但是车辆驾驶性、行驶安全和制动性能却不允许这样：在车速极低情况下，车辆的回收功率很小，此时参与回收的电机转速、回收功率都很小，回收效率也极低，系统回收的稳定性差，体现的制动性能也很差，如左下图所示（设定减速度-3m/s2，当车速低于3km/h时，电机转速低于200rpm，可回收功率低于6kW，预计效率低于60%）。同时车辆减速度过小是，车辆回收功率也很小，参与回收的电机其回收效率也极低，同样的，系统稳定性、制动性也很差，如右下图所示（设定减速度低于

36、-0.8m/s2时，车速低于25km/h，电机转速回收功率皆低于10kW，预计效率低于50%）。故而不是所有的减速度下或速度下，都是可以进行能量回收的理论上可行，但实际使用是不可行的,假定车辆减速度为 -3m/s2,假定车辆减速度为 -0.8m/s2,4 仿真模型调校,4.4 电机外特性校对 电机峰值功率与电池峰值功率接近时，一定要在同时考虑二者的情况下对包含电池的电驱动系统的外特性进行校对（一般情况下，电机的外特性效率要高于部分负荷时的效率）。实际上，如果出现电池峰值输出功率低于电机输入的峰值功率，就说明电驱动系统的选型存在问题：或者电机选大了，功率剩余；或者电池选小了，不满足需求。 示例如

37、下图：,4 仿真模型调校,4.5 其他 1） 电池温度在NEDC循环工况中的变化，以及温度对电池效率的影响：温度对电池效率的影响可采用电池的台架数据解耦获取；但电池在循环工况中的温度变化，则只有样车进行实车试验后采集得到。如果没有电池的温度模型，则仍可采用电池固定内阻的方式进行近似计算，计算结果会对经济性略有影响，但是这是足于支持系统选型的。 2） 发动机在NEDC循环工况中的温度变化，以及温升过程喷油加浓系数的设定：因为发动机在条件B试验中，并不一定是在怠速段开始介入驱动的，也不是在NEDC循环时间开始就介入驱动的，取决于发动机介入时机的选择和发动机经济曲线的设定，故每个混合动力模型的发动机

38、温度模型都是差异巨大的。但是因为发动机温升喷油加浓对条件B的油耗影响也很大，所以在没有实车进行试验采集信息之前，条件B的油耗用何种仿真手段，或者用何种发动机温度模型，都只能是近似计算或相对性的对比分析计算，都是有较大误差的。 所以最准确的条件B油耗模型应该是在整车HCU、ECU标定过程中，逐步完善的，而整车油耗目标的达成也应该是随标定过程逐步完成的。,总结：采用Simulink进行独立建模，完全可达到新能源动力车型动力经济性计算的要求，且不需过多考虑软件兼容性问题和联合仿真设置。附件中几个动力性经济性仿真的模型示例，计算思路清晰，同时其开放性的建模环境，和监测入口设定，可以达到其他软件无法实现的功性能要求，可以一定程度上支持研究院后续类似构型新能源车型；上文中所述的动力经济性建模思路，也可支持其他构型的新能源车型动力经济性开发需要，在没有建立联合仿真手段之前，用此方法也可达成一定的目的。唯一的缺陷就是开放性意味着不可控性，Simulink模型的搭建相较联合仿真手段，有一定困难。谢谢！,