混合动力电动汽车的虚拟原型LeventU.G€okdere*,KhalidBenlyazid,RogerA.Dougal,EnricoSanti,CharlesW.Brice电气工程系,南卡罗莱纳州大学,Swearingen3A80,哥伦比亚,SC29208,USA1999年11月20日接受;2000年10月11日认证摘要混合动力电动汽车的虚拟原型是在一种已经为建模，仿真，分析和大型混合技术动态系统的虚拟建构的叫虚拟测试床（VTB）的环境下创造的。这种电力系统正在被引起注意，它的组成有：(ⅰ)一种作为基本动力源的燃料室系统，（ⅱ）作为符合高强度动力要求的能量储备设施的电池和超级电容，（ⅲ）控制能量流动的直流电力转换器，（ⅳ）作为驱动的三相转换永磁同步发动机，(ⅴ)一台共同的直流转换设备。被提议系统的仿真操控有两种驱动循环模式，即（ⅰ）快加速和快减速，（ⅱ）联邦城市驾驶安排（FUDS）。成分的参数价值选择和通过观察仿真获得的数值结果跟实际的HEV应用要保持一致。Cop2002ElseviseScienceLtd.所有权保留。关键词：混合动力电动汽车；建模和仿真；虚拟建构1.介绍发展混合动力电动汽车作为高排放的传统的汽油或柴油小汽车，公汽和卡车等的替代物已经做了相当大的努力。本文主题是通过合适点仿真模型的使用描述一个HEV的虚拟构架。基于以下两个主要的原因，这成为HEV发展过程的重要步骤，即(ⅰ)一个好的虚拟样机在计算机硬件装配前是允许验证试验的,这样意味着可以减少生产上的时间和消费,(ⅱ)新的设计可能性是能探索的;例如,在HEV中部件尺寸大小权衡的学习就是可行的.国际再生能源实验室(NREL)已经开发了ADVISOR,先进的汽车仿真器,它是一种对不论传统还是先进车辆里能量的使用和排放分析的，非常有用的电脑仿真工具[2-4]。ADCISOR已经发展成在MATLABSimulink基础上运行，并且它允许用户交换大量组件，车辆配置，和控制策略[2-4]。并且，ADVISOR有个用户图解界面（GUI）允许输入文件的简单操控，测试路线和输出平面[2-4]。更多关于ADVISOR和相关应用的信息在网站www.ctts.nrel.gov/analysis/adcisor.html.可以找到。在本次工作中，虚拟测试床（VTB）被利用于HEV的虚拟原型。VTB有两个重要特征[5,6]；（ⅰ）它有一个已经被大量语言创造成单一的仿真环境的集成模型的容量；(ⅱ)它提供了先进的可视化仿真结果，包括机械部件的全动态激励和在系统拓扑学上计算结果的可指定部位。VTB的第一个特性允许每个大范围多技术系统的组成被描述为最合适的语言（比如，为电力组成的SPICE，为动态系统的ACSL,先进的连续仿真语言，以及为动力电路分配的SABER）[7]。另一方面，第二个特性更形象的加强了用户对仿真结果的理解。不像其他任何仿真器基于多变的建造方法规定（比如MATLAB和ACSL）,VTB解算器是基于稳定的指南建模方法[8]。在这类方法中，每一个设备（成分）都代表电阻和电流源的内部连接，它的价值都依赖于装置参数和装置状态多样性的历史价值[8]。另外，每个装置都被当做一个装了一些终端的盒子，它同时提供对其他装置的连接[8]。RC在多样化情景建模方法中的优势在于一旦装置模拟被建立，任何装置设置的内部连接都能轻松处理[8]。这对大范围多技术动态系统的学习来说很重要。更多关于VTB的信息在网站http://vtb.engr.sc.edu/能找到，VTB软件和支持工具也能在同样的网站上免费下载。本次研究中HEV的电动部分的组成有（ⅰ）作为平均电力（10-15kW）基本资源的燃料电池系统，（ⅱ）作为高强动力要求（例如，分别是50和150kW）能源储备装置的电池盒超级电容，（ⅲ）推动和控制电流的Cuk式的直流转换器，（ⅳ）一种已调脉宽（PWM）转换关联矢量控制作为驱动的三相永磁同步发电机（PMSM），以及（v）一个共同的能量分配直流箱。HEV电力系统为一部分的模型已预先发展使用ACSL，也已经被报道[9,10],这些模型的解释在下节呈现。基于部分描述，一个HEV的虚拟构建才被建设到VTB里。最后，仿真和激励结果被数字化地展示，核实了虚拟原型，也证明了VTB的先进可视化能力。2．HEV的组成摘要表格1显示了一个HEV电力部分的简化块的图表[9]。燃料电池系统的定义，电池组，超级电容组，助动变流器，Cuk变流器，PMSM，以及PWM转换器都将展示于以下几节。2.1.燃料电池系统一个简单的...
