增程式电动汽车动力系统上采用电机直驱,由发动机和电池提供所需能量,被公认为是燃油车过渡到纯电动车的理想车型。作为整车开发的关键技术,增程式电动汽车的能量管理控制策略涉及发动机和电池的功率分配问题,直接影响整车的油耗、排放、动力等性能。通过深入研究能量管理控制策略,可以实现两个动力源之间合理的能量流动和模式切换,达到最佳控制效果。本文以一款增程轻卡为目标车型,进行增程式电动汽车的能量管理控制策略研究。基于Simulink搭建整车前向仿真模型,重点分析对比两种工程上常用的基于规则的控制策略并设计等效燃油消耗最小算法,搭建快速控制原型测试系统对算法进行实时验证。研究工作的主要内容有:(1)根据增程式电动汽车的构型特点,对主要零部件参数进行了计算,并基于台架试验获取的关键零部件参数,在Matlab/Simulink环境下,搭建增程式电动汽车前向仿真模型,主要包括部件(主驱电机、电池、发动机、发电机、车辆)模型,驾驶员模型和控制器模型。(2)针对电池寿命衰减问题,建立电池容量衰减半经验Simulink模型,以有效安时通量表征电池寿命衰减程度。利用Stateflow建立工程上常用的两种控制策略:单点恒温器控制和发动机多点控制,并以百公里综合油耗和电池寿命衰减百分比作为评价指标。仿真结果表明,单点恒温器控制下由于发动机始终工作在最高效率点,油耗较低,但由于电池频繁大电流充放电,导致其相比发动机多点控制电池寿命衰减更为严重。(3)设计了自适应等效燃油消耗最小控制算法。基于增程式电动汽车构型,研究等效因子的取值并加入自适应控制来提高算法的工况自适应性。设定油耗为系统目标函数,电池SOC为状态变量,电池功率为控制变量,通过瞬时最优控制求解,确定使得目标函数最优的发动机和电池功率分配比。仿真结果显示,等效燃油消耗最小算法下的电池SOC波动平缓,油耗接近单点恒温器控制,但相比两种基于规则的控制策略,电池寿命有显著提升。(4)利用Veri Stand软件和NI PXI硬件搭建了快速控制原型测试系统。利用RTW工具编译仿真模型并下载到快速原型下位机,在Veri Stand中设计了上位机监控界面,在手动油门和循环工况模式下进行了能量管理控制策略的验证。