基于A VL CRUISE的纯电动客车双电机协
调控制研究
方媛，叶伟宏，李明阳
（厦门金龙联合汽车工业有限公司，厦门）
[摘要] 针对双电机驱动系统，为了提高其经济性，提出了一种双电机控制策略。本文基于A VL CRUISE搭建了整车仿真模型，并结合MATLAB/SIMULINK导入双电机控制策略进行联合仿真，验证了双电机控制策略的可行性。同时，还进行了单双电机驱动系统的仿真对比，仿真结果显示双电机系统的每公里电耗比单电机减小了11.98%，有效的提高了整车经济性。关键词：A VL CRUISE；MATLAB/SIMULINK；联合仿真
主要软件：A VL CRUISE；MA TLAB/SIMULINK
Study on the harmonious control of dual motors for pure electric
bus based on AVL CRUISE
Fang Yuan，Ye Weihong，Li Mingyang
Xiamen King Long United Automotive Industry Co.,Ltd.&Xiamen
[Abstract] For a dual-motor power system，in order to improve vehicle economy，a dual-motor control strategy was proposed. Based on A VL CRUISE，a vehicle simulation model was built, accompanied with MA TLAB/SIMULINK and import the dual motor control strategy co-simulation to verify the feasibility of dual-motor control strategy. Also，comparison simulation between single and dual motor power system was conducted. The simulation result indicate that the power consumption per kilometer of dual-motor system is smaller than the single motor 11.98%，with an effectively raising in the vehicle economy.
Keywords: AVL CRUISE；MATLAB/SIMULINK；Co-simulation
Software: AVL CRUISE；MATLAB/SIMULINK
1.前言
仿真是用理论计算的方法模拟实际系统的工作过程，在真实系统开发之前研究系统的性能，从而缩短开发周期与降低开发成本的一种研究方法和研究手段。整车开发仿真技术是现代汽车，特别是混合动力整车开发的必备技术。
A VL CRUISE是研究汽车动力性、燃油经济性、排放性能及制动性的高级模拟分析软件，提供了MATLAB/SIMULINK接口功能，可于CRUISE所搭建的整车模型中导入基于SIMULINK所开发的整车控制策略，真正为混合动力汽车研究阶段提供了正向的、模块化
的仿真平台，不仅能提高研发效率，也对业内交流及共同进步具有实际意义。
本文正是利用CRUISE与MATLAB/SIMULINK联合仿真方法，于CRUISE所搭建的整车模型中导入双电机控制策略，进行双电机控制的研究，验证策略的可行性。
2. 双电机协调控制算法
根据驾驶员的操作，判断驾驶意图，在满足整车动力性与驾驶平顺性的前提下，以电机高效工作为目标，合理的分配双电机的输出值，尽可能的增加动力源在高效区的工作比例，提高经济性，双电机控制算法如图1所示。
图1 电机控制算法
控制模块的输入信号包括：油门踏板信号(Acc_ped)、整车车速(Veh_speed)、电机一转速(Motor1_sp
eed)、电机二转速(Motor2_speed)。根据油门踏板的开度与车速大小，计算整车需求扭矩，再由整车需求扭矩与当前电机转速的大小，按效率最优算法合理分配电机一与电机二的输出扭矩，图2为基于SIMULINK所搭建的双电机控制模块。
厦门汽车
图2 基于SIMULINK所搭建的双电机控制模块
3.联合仿真
基于CRUISE搭建整车仿真模型，将双电机控制模块编译成DLL文件，并导入于CRUISE的MA TLAB DLL接口模块中，创建相应的数据接口，完成数据线的连接，图3为所搭建的整车仿真模型。建立中国典型城市循环工况的Cycle run任务，进行CRUISE与
MATLAB/SIMULINK的联合仿真。
图3整车仿真模型
4.仿真结果分析
4.1 循环工况车速跟随情况
中国典型城市循环工况持续行驶时间为1314s，全程5.83km，平均车速16.10km/h，最高车速为60km/h。仿真所得的实际车速与目标车速如图4所示，由图可知实际车速紧跟工况要求的目标车速，两者基本保持一致，说明速度跟随状态良好，仿真合理，控制策略可行。
图4中国典型城市循环工况下实际车速与目标车速对比
4.2双电机协调控制情况
根据所述控制策略可知，电机一与电机二的工作扭矩值是由驾驶员所踩油门踏板开度与当前车速所决定。中国典型城市循环工况中，仿真油门踏板的开度如图5所示，在不同时刻下电机一与电机二仿真扭矩分配情况如图6所示。
图5 油门踏板信号
图6 中国典型城市循环工况下Motor 1与Motor 2电机的扭矩分配图
导出整个仿真工况中电机一与电机二转速、扭矩数据，图7为电机一与电机二工作点的分布图，由图可知电机一与电机二工作于高效区的比例较大，基本实现了预设双电机控制目标。
Speed(rpm)
T o r q u e (N m )
Speed(rpm)
T o r q u e (N m )
图7 电机一与电机二的工作点分布图
4.3单双电机的仿真对比
参考我司已有的12m 车型，现有两种电机驱动方案，如表1所示。
表1电机驱动方案
基于CRUISE 的多层建模理念，搭建单电机驱动系统的仿真模型，并建立中国典型城市循环工况的Cycle run 任务，与上述双电机驱动系统进行仿真对比，在不考虑制动能量回收的情况下，单双电机驱动系统SOC 变化曲线如图8和图9所示。
图8单电机驱动系统SOC 变化曲线
图9双电机驱动系统SOC 变化曲线
统计仿真结果，计算中国典型城市工况下单双电机驱动系统每公里的电耗量，表2为电
耗的统计结果，单电机驱动系统每公里的电耗为1.3254kwh，双电机驱动系统的每公里的电耗为1.1665kwh，双电机系统的每公里电耗比单电机减少了11.98%，因此双电机驱动系统的经济性较高。
表2仿真电耗统计结果
5.结语
本文应用A VL CRUISE与MATLAB/SIMULINK的联合仿真，从理论上验证了双电控制策略的可行性，并应用了多层建模的理念，进行了单双电机驱动系统的经济性仿真对比。通过此次摸索，为混合动力汽车控制策略的建模、调试、验证、优化提供了一个可行的方案，为后续混合动力汽车联合仿真平台的开发提供参考依据。
参考文献
[1] CRUISE_Advanced_Matlab_Chinese_Editon AVL CRUISE 公司
[2] 王庆年，曾小华. 基于CRUISE软件的混合动力汽车正向仿真平台的开发. 吉林大学学报, 2009，39（6）：
380-384