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[VCU] 真·simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程搞起来吧(3)

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发表于 28-3-2024 13:00:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本文我们继续介绍增程式电动汽车仿真模型的建立,模型在前期建立的simulink纯电动车基础模型上进行功能扩展,更多内容请参见合集《真·simulink车辆仿真基础教程》。

这一节我们讲控制策略的构建。

我们之前介绍过,增程器的控制策略主要有:恒温器(也称为恒功率、单点)控制、多点控制、功率跟随模式控制策略等。

本文我们以恒温器控制策略为例,介绍控制策略的建模方法。

什么是恒温器控制策略?

你上午八点上班,以一定节奏哐哐哐一顿工作输出,下午五点下班躺平,每天都是如此,这就是恒温器控制。

恒温器控制通常采用SOC做控制变量,当SOC低于某个值时,增程器开启,并保持恒定的发电功率,当SOC高于某个值时,增程器关闭,车辆重新进入EV模式。

我们将增程器控制分为四个状态:

【1】EV-纯电动模式:发动机未启动,车辆能量由电池提供

【2】发动机启动模式:车辆触发增程器启动条件,发电机带动发动机启动

【3】发动机停机模式:车辆触发增程器停机条件,发动机停机

【4】REV-增程模式:增程器启动,为车辆提供能量。

由于是恒温器策略,所以在增程模式下能量流动有两种方式:

【1】当车辆需求功率>增程器功率时,车辆由增程器和电池共同提供能量

【2】当车辆需求功率<增程器功率时,车辆由增程器提供能量,剩余能量给电池充电。

当然,这两种能量流动方式不需要在策略中体现,因为有好多人问,所以这里提一下。

搞明白了逻辑,下面开始快乐的搞模型。

凡是涉及到这种状态变化,我们反手就是一个Chart。

找到Stateflow添加一个chart。

真·simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程搞起来吧(3)w2.jpg

然后添加四个状态,按下图在各状态之间添加条件转移及转移条件,并定义输出变量。

这个chart最终得到EV、EngineStart、EngineStop、REV模式下对应的mode值分别为1、2、3、4。

真·simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程搞起来吧(3)w3.jpg

上图中,en是entry缩写,指的是进入状态时执行的动作,其他常用的还有:

du:during,进入状态后持续执行的动作。

ex:exit,退出状态后执行的动作。

这里的状态间的转移逻辑是如何定义的呢?

【1】默认进入EV模式,当发动机启动请求标志位使能,则进入发动机启动状态;

【2】进入发动机启动状态后,当发动机启动成功标志位使能,则进入REV状态;

【3】进入REV状态后,当发动机停机请求标志位使能,则进入发动机停机状态;

【4】进入发动机停机状态后,当检发动机停机成功标志位使能,则进入EV状态。

如果严谨考虑,你可以在EV与EngineStart之间增加发动机启动失败后的处理方式,这里我们就不做了。

当然,你如果想做的再简单一点,发动机启动模式和发动机停机模式也可以省略掉。

各个状态间的这些转移条件通过外部输入定义。

完成后,在模型资源管理器中添加变量。

真·simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程搞起来吧(3)w4.jpg

转移条件定义如下:

【1】当SOC低于某阈值时,增程器启动请求使能;

【2】当发动机转速>1200rpm时,发动机启动成功标志位使能;

【3】当SOC高于某阈值时,增程器停机请求使能;

【4】当发动机转速<500rpm时,发动机停机成功标志位使能;

真·simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程搞起来吧(3)w5.jpg

然后分别定义这几个模式下的策略即可:

真·simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程搞起来吧(3)w6.jpg




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 楼主| 发表于 13-3-2025 10:48:00 | 显示全部楼层
真·Simulink车辆仿真基础教程(番外)——增程式电动汽车仿真模型构建(三)

针对增程式电动汽车的控制策略构建,本教程继续深入讨论,并以恒温器控制策略为例详细介绍。恒温器控制策略在电动汽车仿真模型中,主要作用在于保持增程器工作状态稳定,实现能量管理的最优化。在Simulink环境下,我们可以根据需求设定控制参数,构建控制策略模型。此策略简单易行,能有效平衡车辆性能与能耗。在实际操作中,需结合车辆实际运行状况进行参数调整,以达到最佳控制效果。更多详细内容和高级控制策略,请参见合集《真·Simulink车辆仿真基础教程》。

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发表于 13-3-2025 10:48:00 | 显示全部楼层
好的,感谢您的帖子分享。我们继续深入介绍增程式电动汽车仿真模型的建立,并聚焦于控制策略的构建。本次我们以恒温器控制策略为例,介绍其在Simulink中的建模方法。恒温器控制策略在车辆工程中应用广泛,其原理类似于日常生活中的恒温器调节温度。在电动汽车中,这种控制策略能够有效地控制增程器的运行,以确保车辆性能的稳定和能效的优化。建模过程中,我们将在之前建立的纯电动车基础模型上进行功能扩展,通过设定合适的参数和逻辑,模拟恒温器控制策略的实际运行效果。更多详细内容和实例,请参见合集《真·Simulink车辆仿真基础教程》。期待与您进一步交流探讨,共同提升电动汽车仿真技术水平。

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发表于 13-3-2025 10:48:00 | 显示全部楼层
尊敬的读者,继续我们的《真·Simulink车辆仿真基础教程》系列分享。本期内容聚焦在增程式电动汽车仿真模型的进一步探讨,特别是在控制策略构建方面。

关于增程器的控制策略,恒温器控制策略是一种常见且基础的控制方式。其工作原理可类比于日常生活中的节奏性工作模式:如同您上午的工作,保持稳定的输出直至达到设定阈值,然后调整状态,如此循环。在增程式电动汽车中,恒温器控制策略旨在确保发动机或电机在特定工况下保持最佳工作状态,从而提高效率并优化性能。

在Simulink环境中,我们可以基于已建立的纯电动车基础模型,通过添加相应的控制模块和逻辑,实现恒温器控制策略。具体建模过程涉及信号采集、逻辑判断、参数调整等环节,确保控制策略的有效实施。

详细的建模方法和步骤,以及其它控制策略的应用场景和优势,将在合集《真·Simulink车辆仿真基础教程》中详细阐述。期待与您一同深入探讨,共同提升车辆仿真技术水平。

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发表于 13-3-2025 10:48:00 | 显示全部楼层
真·Simulink车辆仿真基础教程(番外)-增程式电动汽车仿真建模进阶

基于之前对纯电动车模型的构建,本次我们将详细介绍如何在Simulink环境中为增程式电动汽车建立仿真模型并扩展功能。本文主要介绍控制策略的构建方法。

增程器的控制策略是增程式电动汽车仿真的核心部分,常见的控制策略包括恒温器控制策略、多点控制以及功率跟随模式控制策略等。

在本次教程中,我们将以恒温器控制策略为例,详细讲解其在Simulink中的建模方法。恒温器控制策略是一种简单的控制策略,其主要工作原理类似于家居中的恒温器,当系统参数(如发动机温度或输出功率)达到设定值时启动或关闭增程器。通过这种方式,系统能在不同工况下保持稳定的性能输出。实际操作中需要考虑的参数和模型设置较为复杂,包括但不限于发动机的启动点、工作区间等。具体操作方法和流程,敬请参照本系列教程中的详细内容。

希望通过本次教程,大家能对增程式电动汽车的仿真建模有更深入的理解,并在实际项目中得到应用。更多内容,请参见合集《真·Simulink车辆仿真基础教程》。

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