周志峰，顾苏菁，张天宇，郑竹安，提艳，熊新

（盐城工学院，江苏 盐城 224001）

基于MATLAB的混合动力汽车动力学建模与仿真

周志峰，顾苏菁，张天宇，郑竹安，提艳，熊新

（盐城工学院，江苏 盐城 224001）

为了快速、准确地预测汽车动力性，介绍了一种基于MATLAB/Simulink的车辆动力学模型建模方法。此方法可以简单快捷地建立混合动力汽车仿真模型，跟踪各个状态变量的变化，并进行数据的后处理，是进行车辆系统动力学仿真分析的有效方法。

MATLAB；混合动力；建模；仿真

混合动力汽车（Hybrid Vehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。日常驾驶，该系统更多的是偏向于纯电动驱动，当电池电量不足时或者需要更强动力时汽油发动机则会介入，这就改善了电动车充电和续航里程的短板。利用 Matlab/Simulink对混合动力汽车建模并对其结果进行仿真。

1 电动汽车模型理论基础

汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车收到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。确定汽车的动力性，就是确定汽车沿行驶方向的运动状况。

汽车的行驶方程式为：

式中，Ft为驱动力，为行驶阻力之和。

u为汽车车速，T扭矩，N为驱动装置的个数m汽车质量，r车轮半径。

2 模型的建立

图1 整车模型

本文建立的混合动力汽车模型包括汽车简单模型、车辆控制器模块、发动机模块、电气系统模块（其中包括电动机、发电机、蓄电池和DC/DC变换器）、能量分配装置模块（行星齿 轮）和整车动力学模块等。混合动力整车仿真模型如图1所示，其中动力模块如图2所示。

图2 动力模块模型

3 仿真分析

汽车以初始车速为零进行加速行驶，以下为仿真结果，图3为汽车速度随时间变化曲线，图4为汽车行驶距离随时间变化曲线。

图3 汽车速度曲线

图4 汽车行驶距离曲线

利用Simulink建立的混合动力电动汽车模型在行驶工况下运行仿真达到了比较理想的效果，在满足汽车动力性的前提下，燃油与排放性能也远远优于传统汽车，进而达成了本混合动力汽车模型建立的目的。

4 结论

利用MATLAB/SIMULINK设计并建立模型，运行时间短、精度高，可维护性好，易于在新车设计和旧车改进中推广应用。此方法可以简单快捷地建立混合动力汽车仿真模型，跟踪各个状态变量的变化，并进行数据的后处理，是进行车辆系统动力学仿真分析的有力工具。

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Based on MATLAB for Modeling and Simulation of Hybrid Vehicle

Zhou Zhifeng, Gu Sujing, Zhang Tianyu, Zheng Zhu'an, Ti Yan, Xiong Xin
( Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224001）

In order to quickly and accurately predict vehicle power performance, this paper introduces a vehicle dynamics model based on MATLAB/Simulink modeling method. This method can be simple and efficient hybrid simulation model is set up, to monitor the changes of the state variables, and data post-processing, is an effective method for vehicle system dynamics simulation analysis.

MATLAB; Hybrid; Modeing; Simulation

CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-95-02

U469.7 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)12-95-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.031

通讯作者，郑竹安(1984-)，男，讲师，博士，就职于盐城工学院。主要从事新能源汽车技术研究。

国基自然科学基金资助项目（51405419），盐城工学院实验室开放基金资助项目(YG2016075)。