在此背景下，国内外许多院所、汽车公司以及相关专家都开始研究APU辅助动力单元，在其设计与控制技术方面已经取得一定的进展，但总体来说还有待提高，需要投入更多的研究精力。本课题采用模块化思想，利用MATLAB/Simulink专业建模仿真软件，搭建了以科勒ECH740的平均值模型、并励式混合励磁发电机模型为主要部件的车用混合励磁増程器整体模型，将不同子模块分别仿真验证其可行性，进行参数优化，最终整体联合仿真，设计出合理可行的増程器动态模型，研究所设计増程器的转速、耗油量、转矩以及效率等参数随输入量的变化情况，为后续的车用混合励磁増程器的研究做好技术准备。

1。2 增程式电动汽车概述

增程式电动汽车，将蓄电池组和増程器用串联式结构联合起来为驱动电机提供纯电驱动动力，因此按照定义属于纯电动汽车的范畴，其中，蓄电池组提供日常出行的主要动力，増程器仅是辅助补充，只有当蓄电池组电量不足时，増程器中的发动机才启动，带动发电机发电，提供了动力补充，补充了行驶公里数。AuxiliaryPowerUnit（APU），即辅助动力单元，也可以称为增程器，它是增程式电动汽车的重要部件之一，主要由发动机、发电机和控制器组成。对其进行整车技术研发时，其关键是增程器的集成设计，它的好坏代表了整车的节能水平。

增程式纯电动车的特点[4]如下：文献综述

（1）在纯电动模式下，仅由蓄电池提供电能，来驱动车辆行驶，在该模式下，可以实现零排放，缓解了石油危机、环境污染问题，也降低了噪音；

（2）当蓄电池电量不足时，进入混合驱动模式，由蓄电池和APU同时提供电能，既延长了车辆的行驶里程减少驾驶员的担忧，又保护蓄电池不至于深度充放电，延长其使用时间；

（3）由于増程器中的发动机与其机械传动系统之间不存在机械连接，无需离合器和变速箱，所以结构相对简单，造价低，且发动机可以工作于最优工况点附近，提高了燃油效率。

1。3 增程式电动汽车的研究现状

1。4本文的研究内容

根据杨兴旺[10]提出的对増程器设计的技术要求，设计増程器的主要任务就是实现燃油经济性，即保证发动机运行于最佳工作点。首先根据APU所需的功率，即需求功率，和科勒ECH740的万有特性曲线来确定其最佳工作点，其横坐标即为科勒ECH740处于最佳工作点的转速，即为目标转速ng，然后所建的发动机模型应该保证在快速跟随ng的前提下，实现最小的稳态误差，以减小因转速波动带来的油耗损失[19]。

本课题主要利用MATLAB/Simulink专业建模软件进行建模和仿真。在发动机建模方面，本文在综合比较分析了多种建模方法后，采用平均值法，搭建了科勒ECH740的平均值模型，包括进气歧管空气子模型、油膜蒸发动力学子模型、非瞬态油膜补偿模型以及动力输出子模型，以节气门开度α和发电机转速n为输入量，通过仿真，预测了对不同转速、功率工况下，发动机的油耗、扭矩、功率输出情况。

在混合励磁电机建模方面，本文参考文献[24]和文献[25]中提出的HESG数学模型，自行推导了并励式混合励磁发电机的数学模型，通过计算演变搭建了

HESG模型，对其进行仿真，验证其可行性，并对模型进行优化。预测了对不同

n、输入转矩T1工况下，发电机输出Uabc、Iabc、Te的变化情况。对发动机模型和混合励磁发电机模型进行耦合，建立APU控制策略模型，

对整个系统进行联合仿真，由仿真结果分析，进行联合优化，最终建立APU整体控制模型。