【摘 要】
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电动化与网联化为进一步提升整车能量经济性提供了重要契机。电动化推动了车辆驱/制动系统技术的变革,电驱动技术显著提高了驱动系统效率,制动能量回收技术极大改善了整车能量经济性。网联化赋予了车辆车-车通信（V2V）、车-路通信（V2I）等功能,为规划行驶路径和行驶速度提供了有利条件。在这样的背景下,为进一步提升电动汽车整车能量经济性,本文以前轴集中驱动式纯电动汽车为研究对象,对比研究了电动汽车与内燃机汽
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电动化与网联化为进一步提升整车能量经济性提供了重要契机。电动化推动了车辆驱/制动系统技术的变革,电驱动技术显著提高了驱动系统效率,制动能量回收技术极大改善了整车能量经济性。网联化赋予了车辆车-车通信（V2V）、车-路通信（V2I）等功能,为规划行驶路径和行驶速度提供了有利条件。在这样的背景下,为进一步提升电动汽车整车能量经济性,本文以前轴集中驱动式纯电动汽车为研究对象,对比研究了电动汽车与内燃机汽车经济驾驶策略的区别,提出了连续信号灯道路电动汽车经济车速规划与控制方法。同时,为评价能量经济性改善效果,搭建了车用电驱/制动系统模型/硬件在环研究平台。首先,搭建了车用电驱/制动系统模型在环仿真平台和车用电驱/制动系统硬件在环试验平台。基于MATLAB/Simulink软件平台搭建了车用电驱/制动系统模型、液压制动系统模型及相应的控制算法模型;基于Car Maker软件平台建立了交通仿真场景;最终通过d SPACE/SCALEXIO实时仿真平台集成控制算法、交通场景和硬件设备等,搭建了车用电驱/制动系统硬件在环试验平台。其次,对比研究了固定驾驶任务下有能量回收功能电动汽车（REVs）、无能量回收功能电动汽车（EVs）和内燃机汽车（ICEVs）经济驾驶策略的区别。建立了固定驾驶任务模型,定义了问题的边界及约束条件;考虑三种类型车辆的特性,以能耗为目标函数建立了固定驾驶任务下不同类型车辆经济车速规划最优控制问题;使用基于伪谱法的最优控制求解软件GPOPS求解数值解;对比了不同类型车辆行驶模式的区别。然后,研究了连续信号灯道路电动汽车经济车速规划与控制方法。建立了连续信号灯道路场景模型;基于信号灯正时（SPAT）信息计算目标平均车速范围,并给出了基于正弦变速曲线的平均速度曲线和基于伪谱拼接法的最优速度曲线;建立了基于模型预测控制的速度跟踪控制器,以兼顾车速跟踪效果和能量经济性;通过MATLAB/Simulink与Car Maker联合仿真验证了车速规划与控制方法的有效性与节能效果。最后,进行了硬件在环试验,验证了车用电驱/制动系统硬件在环试验平台的基本功能,以及车速规划与控制方法的有效性和节能效果。
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