新能源汽车控制|本田iMMD混动汽车控制策略仿真验证
前面的文章介绍了iMMD系统的车辆模型以及模式控制、SOC平衡、扭矩分配等混动控制策略 ， 今天就基于这个车辆模型对混动控制策略进行仿真验证 ， 如下图所示 。
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策略验证评价指标
设计几个初步的评价指标来进行策略验证 。
1、驾驶需求
车辆能快速准确地跟随驾驶员的目标车速；各模式下轮端扭矩应当与驾驶员请求扭矩一致 。
2、SOC平衡需求
电池SOC能始终保持在健康的范围[0.4,0.7]；
3、发动机控制需求
发电机能辅助发动机快速地进行启动或停止 。
4、平顺性需求
模式切换过程中车辆整体平稳 ， 对于iMMD来说就是重点关注增程与直驱之间的模式切换 。
经济性和动力性的需求作为长期的优化项 ， 后面详细介绍 。
控制策略仿真验证
设计了一个如下图所示车辆行驶工况 ， 主要分为三段 ， 车辆分别以30km/h、70km/h、120km/h的车速行驶500s ， 进行总共2700s的仿真 ， 来验证控制策略的有效性 。
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1、驾驶需求验证
车辆能否快速准确地跟随驾驶员的目标车速？
车辆目标车速与实际车速的仿真曲线如下图 。 在整个仿真工况里 ， 实际车速曲线与目标车速曲线基本重合 ， 该需求验证通过 。
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轮端扭矩是否与驾驶员请求扭矩一致？
驾驶员请求扭矩与轮端实际扭矩的仿真曲线如下图 。 驾驶员扭矩请求这里用的是DCU端扭矩请求 ， 需要乘以一个传动比8.397来折算到轮端 。 实际轮端扭矩曲线与目标轮端扭矩曲线基本重合 ， 该需求验证通过 。
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图中有1处实际轮端扭矩出现了较大的尖峰毛刺 ， 主要是启发动机时发动机输出扭矩对轮端的影响 ， 但实际影响没有这么大 ， 主要由发动机模型精度不够导致的 ， 后面有时间再优化处理一下 。
2、SOC平衡需求
电池SOC能否始终保持在健康的范围？
SOC、实际车速、发动机转速的仿真曲线如下图（为了将三者放在同一张图中 ， 这里SOC放大了100倍 ， 发动机转速缩小了10倍） 。 在整个仿真时间范围内 ， SOC始终处于0.4~0.7之间 ， 发动机启停基本合理 ， SOC平衡需求验证通过 。
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这里补充一点 ， 之前搭建策略时 ， 根据轮端需求功率和SOC平衡功率来计算发动机的功率 ， 忽略了发电机机械能到电能、电机电能到机械能的效率 。 由于脚主的仿真中电机发电机的效率较高 ， 所以忽略效率后不会影响SOC平衡控制趋势 。
3、发动机控制需求
发电机能否辅助发动机快速地进行启动或停止？
发动机转速与发电机扭矩的仿真曲线如下图 。 发动机启动时 ， 发电机都会出较大的正扭矩提供动力来源；发动机停机时 ， 发动机也会出较大的负扭矩迅速将发动机转速拉下去；增程模式下 ， 发电机一直维持一个负扭矩进行发电 ， 维持SOC平衡；直驱模式下 ， 当前策略发电机不工作 。 该需求验证通过 。
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4、平顺性需求
模式切换过程中车辆整体是否平稳？
车速仿真曲线如下图 。 在1891s左右 ， 车速有一个向下的波动 ， 主要是离合器接合时离合器输入端扭矩对轮端的影响 。 整体车速波动大概0.3km/h左右 ， 基本可以接受 ， 该需求验证基本通过 。
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