1 课题研究目的及意义

1.1 课题研究目的

课题属于工程软件开发与应用类，主要是针对某某纯电动汽车进行能量流的分布分析，研究纯电动车辆各系统/部件间的能耗机制，深入理解纯电动车辆理论基础，研究纯电动车辆各系统/部件间的能耗机制，搭建GT-Drive与Simulink耦合仿真平台，仿真以及控制策略的优化，基于能量消耗最少原则优化车辆参数，提高车辆行驶里程。

1.2 课题研究意义

电动汽车技术近年来取得了很大进展。然而，与燃料车辆相比，仍然存在诸如重量大，续航小和电池寿命短的缺点。研究纯电动汽车能耗优化方法不仅可以降低能耗，节约能源，提高汽车续航能力，还可以减少电池放电深度，延长使用寿命，以期减少对环境的破坏。

1.3 国内外的研究现状分析

近年来，关于新能源汽车的研究方兴未艾，国内外与汽车相关的科研机构和企业纷纷对新能源汽车的开发和设计进行了研究。并在整车能量管理策略开发和优化、整车控制系统技术、电机驱动系统和整车多能源动力总成控制系统、关键零部件效率优化、电池系统、辅助动力单元的集成化和小型化设计、基于全局/局部最优的多目标寻优算法开发等方面展开了大量的研究并取得了一定的成果。与已经取得的成果相比，有关新能源汽车能耗优化、能量管理策略以及优化算法的研究显得有点无力。而这一领域的研究对于提高新能源汽车，尤其是纯电动汽车的续航里程，减少车辆能源消耗是至关重要的。

1.3.1 国内研究现状

国内关于新能源汽车的研究相对于国外较晚，在政府政策的支持下，国内各大研究机构、车企也纷纷响应号召，共襄盛举。并且在新能源汽车的某些方面已经取得了一定的成就，但是新能源汽车的续航里程依然作为一个瓶颈问题亟待解决。目前，针对新能源汽车的续航里程，也有两个途径可以考虑。一是通过提高储能装置的储能量，二则是通过优化车辆的能量的管理策略来提高能量利用率。高能量密度的储能装置的研发尚需时日，于是通过优化车辆的能耗就显得必要了，国内在这一领域的研究也取得了一些进展。

（1）控制算法优化的研究

北京理工大学丁峰^[5]等设计了基于预测控制算法的能量管理策略，通过实时优化进行功率在线分配，有效地改善了双模式混合动力车辆的性能。

合肥工业大学钱立军^[7]等提出了一种基于智能网联的分层能量管理控制方法。其中，上层控制器采用了快速模型预测控制(fast model predictive control， F-MPC)算法和交通信号灯正时( signal phase and timing， SPAT)求解出最优目标车速序列；下层则根据上层得到的车速序列，采用基于Willans Line方法的等效燃油消耗最小策略( Willans Line equivalent consumption minimization strategy，WL-ECMS) 进行混合动力汽车最优能量管理。

安徽交通职业技术学院徐小东^[10]等基于插电式混合动力汽车电量消耗和电量保持两个阶段，提出了一种基于转矩分配的模糊控制策略。结果表明，在不同的行驶环境下模糊控制策略都能对相应的工况做到自适应调整，实现合理分配电池能量，使发动机始终工作在高效的区域，从而取得较好的燃油经济性，并能能够很好地控制电池SOC变化。

吉林大学张博^[14]等采用全局优化算法，就可外接充电混合动力汽车在不同行驶里程下的能量管理策略进行了全局优化研究，研究表明：当行驶距离小于55km时，车辆应该采用以电机为主的能量管理策略；当行驶距离大于55km时，车辆应采用以发动机为主的能量管理策略。

合肥工业大学张冰战针^[15]对车辆的不同行驶里程，以车辆的需求功率、行驶工况距离、动力电池的荷电状态（SOC）作为输入，同时以电机提供的转矩作为输出的 PHEV 模糊转矩控制策略，并且通过遗传算法训练来获得控制规则。仿真结果表明，与采用基于规则的控制策略相比，模糊逻辑控制策略具有很强的鲁棒性，针对不同的行驶工况都能合理分配电池存储的能量，从而降低了整车的能耗。