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基于人—车闭环系统的燃料电池汽车正向仿真研究

周晓晖  
【摘要】: 燃料电池汽车是未来新能源车辆研究的重要方向之一。燃料电池动力系统与传统的内燃机动力系统相比,差异巨大。研究这样的动力系统装入整车后对整车动力性能的影响是一个重要课题。随着国内燃料电池汽车研究的深入,根据静态逆向建模对传动系统各个子系统总成参数进行优化匹配的方法并不理想;对于具体控制策略的开发实施更是无法给予平台支持。在当前的研究中,已开始采用正向建模仿真的方法指导参数匹配设计和控制策略的实施。本文提出从人—车(路/工况)的闭环系统角度讨论这个研究方向,以期对参数匹配和策略设计提供开发设计支持。 本文以某燃料电池汽车的开发为依托,结合项目的需要,对车辆正向模型进行了建模、并基于人-车闭环系统进行了仿真研究和试验验证。作为关键的研究支持,同时对于人—车界面进行了试验研究。 本文的研究路线:应用Matlab/Simulink软件建模,仿真分析的结果与子系统试验的数据结合修正车辆模型;然后建立人—车系统闭环模型进行仿真,制定多能源管理系统控制器控制策略,并在硬件控制器上实现控制策略的离线仿真调试;最后在实车上应用控制器和控制策略。 在人—车闭环正向模型的建立中,对纵向驾驶员模型进行了基于传统预瞄跟随模型加入了前馈环节的建模研究,引入了代表驾驶员经验的描述并对此进行了研究。将人—车界面的概念引入到正向模型中,对纵向控制人—车界面及其设计进行了研究和试验。最后,应用试验数据对模型进行了验证。 本文的研究工作初步实现了在实车上的应用,并为下一阶段的研究打下了平台基础。对于我国发展燃料电池汽车等新能源车辆,提供了一种研究方法和研究成果,对提高整车性能提供了一个新思路,具有很好的现实意义和应用价值。


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