串并联混合动力汽车因发动机与电驱动系统间的有机耦合与分工协作而具有相对复杂的系统结构与灵活多变的工作模式,其因结合了串联式与并联式HEV两者的优点而成为广泛研究与应用的热点。目前业界研究偏重于其机械系统的优化与控制,而对双电机驱动系统在其复杂工况下的运行效率通常忽略或简化处理;同时对双电机驱动系统的工作模式对动力系统整体效率的影响尚无研究;另外,针对双电机驱动耦合下的多模式动力总成实验台架,国内也尚无相关文献或报道。丰田汽车作为串并联HEV研发与量产的鼻祖与成功典范,其THS混合动力系统具有重要的参考与研究价值,其核心部件电气无级变速器(ECVT)由双电机与行星齿轮机构复合构成,具有分配发动机输出功率与实现连续传动比的双重作用。本文以2010 Prius这一典型串并联HEV为主要研究对象,首先对其混合协同驱动系统作了详细阐述,分析了其系统组成、工作模式、主要部件特性及工作原理等,并提出其混合度的定义与设计方法,奠定了本文的基本概念与理论基础。串并联混合动力汽车整车动态仿真与控制模型的分析与建立是进行整车控制与能量管理策略设计、验证与优化及整车性能仿真等研究的基础。本文对串并联混合动力汽车各动力总成部件及制动系统、传动系统与整车动力学的数学仿真模型进行了分析,运用Matlab?Simulink软件完整地建立了串并联HEV的正向整车动态仿真与控制模型,并基于该模型设计与验证了特定驾驶工况下的整车控制与能量管理策略,结果表明该模型可行、有效,并具有较大的灵活性与可移植性。混合动力系统整体效率的提升对整车燃油经济性的提高具有重要意义,然而串并联HEV复杂的运行工况与能量管理策略使得对其效率的分析与评价相对困难。本文在已建立的整车模型基础上,重点量化研究了ECVT工作模式下MG1/MG2双电机同时工作时电驱动系统的运行工况、损耗功率与效率,针对部分工况下电驱动系统损耗较大、效率极低的问题,结合发动机与电驱动系统各自损耗与效率分布规律,提出了调节发动机工作点这一优化措施,结果表明该方法可行且有效。为更好地对串并联HEV的整车模型、混合动力系统及整车控制与能量管理策略等进行研究,本文还提出并搭建了一套动态全功率整车模拟与测控系统。基于已建立的整车模型,该系统具有发动机与整车动力学实时仿真功能及“驾驶员-混合动力总成-HCU”硬件实时在环仿真与HCU快速控制器原型测试功能,可模拟整车进行全功率全工况实验,在混合动力汽车的各项研发过程中具有重要意义。