[发明专利]一种插电式混合动力汽车整车控制器仿真平台

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力汽车领域，具体是一种插电式混合动力汽车整车控制器仿真平台。

背景技术

近年来，随着环境污染与能源紧缺问题的加剧，机动车尾气排放问题越来越受到人们的关注。同时，石油属于不可再生资源，如何减少汽车对传统石油燃料的依赖，对于建设资源节约型社会至关重要。因此，面对环境污染和资源日益短缺的双重压力，新能源汽车成为国内外研究的重点。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车和其他新能源汽车等。目前我国研究的主要方向是混合动力汽车和纯电动汽车。但是，由于目前纯电动汽车存在充电时间长、行驶里程短、充电桩配套设备不完善等问题，使得电动汽车在短期内很难广泛普及。在此情况下，能够降低油耗同时减少尾气排放的混合动力电动汽车异军突起，成为国内外企业开发的热点。

混合动力汽车整车控制器(HCU)通过采集混合动力汽车加速踏板、档位、制动踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图，监测车辆状态(车速、扭矩等)信息并做出判断处理，向其他车辆系统控制器发送控制指令，决定车辆运行模式。混合动力汽车整车控制器是混合动力汽车的核心部件，对汽车的安全、稳定、可靠运行起着至关重要的作用。

目前在整车控制器开发过程的中存在的一个问题是使用传统的手写代码开发模式，这种开发模式需要大量地反复修改代码，造成资源浪费且繁琐，目前国际上先进的研发团队已经抛弃传统开发模式，转用更为科学，有效的“V”字型开发流程。“V”字型开发流程中良好的仿真平台对开发阶段的模型搭建、模型离线仿真定标、优化以及测试阶段的硬件在环测试都有着至关重要的作用。目前的仿真平台大都只能用于HIL测试，且发动机及电动机模型构造复杂，测试效率低。环境搭建不完善，无法覆盖全部测试点，例如申请号201511009983.6公开了一种插电式混合动力汽车能量管理策略硬件在环仿真平台，该专利通过MATLAB/Simulink模型建立整车模型，但没有考虑插电式混合动力汽车的环境模型，尤其没有考虑插电式混合动力汽车所特有的充电桩环境模型，存在不能完整实现整车控制器仿真环境的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种插电式混合动力汽车整车控制器仿真平台。该仿真平台可以对整车控制器进行与真实环境完全一致的仿真测试，通过测试发现存在的硬件设计和控制算法问题，减少整车控制器在实际调试中遇到的问题，提高整车控制器的开发效率，同时可实现特殊工况下对HCU的功能测试，在一定程度上解决整车控制器设计难的问题。减少上车失误率，降低试验成本，提高产品质量，缩短HCU的开发周期。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种插电式混合动力汽车整车控制器仿真平台，其特征在于该平台包括测功机系统、数据处理模块、模拟整车系统和模拟环境系统；所述数据处理模块分别与测功机系统和模拟整车系统连接，用来为测功机系统和模拟整车系统提供实时数据交换；所述模拟环境系统与模拟整车系统连接；所述测功机系统用于得到真实电动机与真实发动机的特性参数；所述模拟环境系统用于提供外部环境信息和路况信息给模拟整车系统。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1)降低了整车控制器软硬件开发的难度，缩短了整车控制器软硬件的开发周期，提高了整车控制器软硬件的性能。在一定程度上解决了不能频繁进行实车实验的问题。

2)平台具有通用性，可以根据需要进行不同的仿真测试，并不局限于整车控制器的开发，具有广泛的应用前景。

3)运用测功机系统，可以快速准确的得到电动机及发动机特性，无需搭建复杂的电动机和发动机模型，具有精度高，响应速度快的优点

4)构建模拟环境模型，增加充电机模块，驾驶员模块以及道路模块，更符合插电式混合动力汽车的实际情况，充电机模块的加入，使本仿真平台更完善，有利于覆盖被测整车控制器的全部功能。

5)采用前向建模的方法，前向仿真建模需要建立驾驶员模型，模拟驾驶员做出加速或制动操作，模型输出加速踏板或制动踏板信号并计算整车需求转矩，再根据整车控制策略计算发动机驱动电机输出转矩。整个模型的能量传递方向是从动力源系统到车轮，使仿真平台更接近真实车辆，更符合实际行驶情况，提高了模型精度。弥补了后向仿真结构的不能直接用于整车控制策略的开发和测试，只能用于整车初始开发阶段对整车结构和动力系统参数进行初步验证和评估的缺点。