混合动力电动汽车(HEV) P0参考应用代表了一个完整的混合动力模型,包括内燃机、变速器、电池、电机和相关的动力系统控制算法。采用参考应用程序对HEV P0混合动力汽车进行半实物测试、权衡分析和控制参数优化。要创建并打开引用应用程序项目的工作副本,输入
默认情况下,HEV P0参考应用程序配置如下:锂离子电池组
映射的电动马达
映射的火花点火(SI)发动机
这张图显示了动力系统的配置。
此表介绍了参考应用程序中的块和子系统,指示哪些子系统包含变体。要实现模型变体,参考应用程序使用变体子系统。
参考应用程序元素 | 描述 | 变体 |
---|---|---|
分析功率和能量 |
双击分析功率和能量打开一个现场脚本。运行脚本以在组件和系统级别评估和报告电源和能耗。有关活动脚本的更多信息,请参见分析功率和能量. |
NA. |
驱动循环来源block - FTP75(2474秒) |
生成标准或用户指定的驱动周期速度与时间剖面。块输出是选定或指定车辆的纵向速度。 |
✓ |
环境 子系统 |
创建环境变量,包括道路坡度、风速、大气温度和压力。 |
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纵向司机 子系统 |
用来纵向司机或开环变体,以产生规范化的加速和制动命令。
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✓ |
控制器 子系统 |
实现包含P0混合控制模块(HCM)、发动机控制模块(ECM)和变速器控制模块(TCM)的动力总成控制模块(PCM)。 |
✓ |
乘用车 子系统 |
实现一种混合乘用车,包含传动系统,电力工厂,和发动机子系统。 |
✓ |
可视化 子系统 |
显示车辆级性能,电池充电状态(SOC),燃油经济性和排放结果,这对动力总成匹配和部件选择分析是有用的。 |
双击分析功率和能量打开一个现场脚本。运行脚本以在组件和系统级别评估和报告电源和能耗。有关活动脚本的更多信息,请参见分析功率和能量.
该脚本提供了:
一个整体能源摘要,您可以导出到Excel®电子表格。
发动机工厂,发电厂,和动力工厂效率,包括一个发动机直方图的时间花在不同的发动机工厂效率。
数据记录,以便您可以使用仿真数据检查器来分析动力系统效率和能量传输信号。
有关活动脚本的更多信息,请参见分析功率和能量.
的驱动循环来源
块生成选定或指定的驾驶周期的目标车辆速度。参考应用程序有这些选项。
时机 | 变体 | 描述 |
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输出样本的时间 |
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连续操作命令 |
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离散操作命令 |
的纵向司机
子系统生成规范化的加速和制动命令。参考应用程序有这些变体。
块变异 |
描述 | ||
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纵向驱动(默认) |
控制 |
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PI控制与跟踪上发条和前馈增益是一个函数的车辆速度。 |
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最佳单点预览(向前看)控制。 |
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比例积分(PI)控制跟踪上盘和前馈增益。 |
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低通滤波器(LPF) |
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使用LPF目标速度误差平滑驾驶。 |
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不要对速度误差使用过滤器。 |
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转变 |
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Stateflow®图表模型倒车,空挡,和驱动换挡计划。 |
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输入齿轮、车辆状态和速度反馈产生加速和制动命令,以跟踪车辆的前进和后退运动。 |
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不传播。 |
||
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状态流程图模型倒挡、空挡、停车和n速档位调度。 |
||
开环 |
开环控制子系统。在子系统中,您可以配置加速度、减速、齿轮和离合器命令与常数或信号为基础的输入。 |
若要在驾驶周期开始时使发动机怠速,并在使用踏板命令移动车辆之前模拟催化剂熄火,请使用纵向驱动型。纵向驱动子系统包括点火开关信号剖面,IgSw
.发动机控制器使用点火开关信号启动发动机和催化剂熄灯定时器。
催化剂熄灭定时器覆盖发动机停止启动(ESS)停止功能控制,同时催化剂熄灭定时器计数。在模拟期间,之后IgSw
下边缘时间达到催化剂熄火时间CatLightOffTime
,普通的ESS操作简历。如果在模拟到达之前没有扭矩命令EngStopTime
时,ESS关闭引擎。
控制ESS和催化剂熄火:
在纵向驱动器模型子系统中,设置点火开关轮廓线IgSw
到 '在
'.
在发动机控制器模型工作空间中,设置以下校准参数:
engstopstartenable.
——使ESS。关闭ESS时,设置为false。
CatLightOffTime
-从发动机启动到催化剂熄火的发动机怠速时间。
EngStopTime
- ESS发动机在驾驶员模型要求扭矩切断后的运行时间。
的控制器
子系统有一个包含ECM、HCM和TCM的PCM。控制器有这些变体。
为了实现乘用车,乘用车
子系统包括传动系统、电力装置和发动机子系统。要为参考应用程序创建自己的引擎变体,请使用CI和SI引擎项目模板。参考应用程序具有这些子系统变体。
动力传动系统子系统 | 变体 | 描述 | |
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差异和遵守 |
全轮驱动 |
配置传动系统为全轮,前轮,或后轮驱动。对于全轮驱动变型,您可以配置耦合扭矩的类型。 |
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前轮驱动 (默认) |
|||
后轮驱动 |
|||
变矩器自动变速器 |
理想固定齿轮传动 |
使用1D或4D(默认)查询表配置锁定和解锁传输效率。 |
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变矩器 |
配置为外部,内部(默认),或没有锁定。 |
||
车辆 |
车身纵向1自由度 |
配置为1个自由度 |
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轮子和刹车 |
|
对于车轮,您可以配置的类型:
为了性能和清晰度,为了确定每个车轮的纵向力,变型实现纵向轮堵塞。确定全部的所有车轮的纵向力作用在轴上,该变型使用刻度因子来将一个轮子的力乘以轴上的车轮的数量。通过使用这种方法来计算总力,变型在前轴上呈现等轮胎滑动和装载,这对于纵向动力总成研究是常见的。如果不是这种情况,例如,当轴轴的左侧和右侧的摩擦或载荷不同时,使用独特的纵轮块来计算独立的力。但是,使用唯一块来模拟每个车轮增加模型复杂性和计算成本。 |
|
|
Simscape动力传动系统。定制动力系统的另一种方法是选择Simscape™变体。该变体结合了物理连接,以提供一种灵活的方式来组装组件。
使用参考应用程序顶层的按钮在动力系统子系统的Simscape和Powertrain Blockset变体之间切换。
参考应用程序设置适当的求解器,以优化每个引擎和传动系统组合的性能。首先选择引擎变量,然后使用切换按钮选择传动系统。如果在更换发动机之前选择传动系统,可能会遇到求解器错误。
电厂子系统 | 变体 | 描述 |
---|---|---|
电池 |
BattHevP0 |
配置锂离子电池 |
电机 |
motmapped. |
映射马达与隐式控制器 |
MathWorks®使用了如果核心引擎和如果控制器校正混合控制模块(HCM)。如果你使用CI核心引擎和CI控制器变,模拟可能会错误,因为HCM不使用校准的结果。
MathWorks感谢Dr. Simona Onori在本参考应用中实现的ECMS最优控制算法的贡献。Onori博士是斯坦福大学能源工程教授。她的研究兴趣包括汽车和网格级应用的储能设备的电化学建模、估计和优化,混合动力和电动汽车建模和控制,PDE建模,以及减排系统的模型阶数降低和估计。她是IEEE的高级成员®.
Balazs, A. Morra, E. and Pischinger, S.城市汽车电气化的优化.SAE技术论文2011-01-2451。华伦戴尔:SAE国际替代动力系统杂志,2012。
Onori, S. Serrao, L.和Rizzoni, G.混合动力电动汽车能源管理系统.纽约:2016年Springer,2016年。
CI控制器|CI核心引擎|驱动循环来源|纵向司机|CI映射引擎|映射马达|映射SI引擎|如果控制器|如果核心引擎