由于环境污染和能源匮乏问题日益严峻,混合动力汽车结合了内燃机汽车和电动汽车的优点,所以混合动力汽车成为了人们所关注的焦点。怎样搭建车辆精确的数学模型和建立合理地的能量管理策略是混合动力汽车开发进程中的重中之重。本文以某款重型卡车为研究对象,以发动机取力器为动力耦合部件,以提升汽车燃油经济性为设计目标,对混合动力卡车进行系统建模,开展能量管理策略的研究。根据以发动机取力器为混合动力耦合机构的特点,并利用汽车理论和汽车动力学知识,确定了混合动力卡车整车性能参数指标和动力系统重要组成部件的参数匹配方案以满足卡车在相应行驶工况下的动力性及经济性等需求。在AVL/CRUISE仿真软件中搭建该混合动力卡车的仿真模型,包括整车模型、发动机模型、电机模型、电池模型、变速箱模型和驾驶员模型等。设计了基于逻辑门限值的能量管理策略,在MATLAB/Simulink平台中搭建了混合动力汽车控制策略模型。以汽车油耗最低为目标,制定电池荷电状态及其上下限和车辆需求转矩作为逻辑门限值参数。通过对混合动力汽车工作模式的识别,并依据所划分的发动机和电机最优工作区间,分析了汽车在各个工作模式的能量流向和其分配规则,并在Stateflow中搭建基于逻辑门限值的控制策略模型。结合所建立的汽车各部件模型对混合动力汽车进行仿真实验,仿真结果验证了本文混合动力卡车所设计的能量管理策略的有效性。设计了基于ECMS算法的能量管理策略。将混合动力汽车两种动力源之间能量分配的多阶段决策问题转化为在一定约束条件下等效油耗最低的多个单阶段决策问题,并使用ECMS算法进行求解。在每一个控制周期内,根据混合动力汽车的实时工作状态,计算所有的发动机与电机转矩分配组合,得出等效油耗的最小值所对应的发动机和电机转矩的组合,并作为输出转矩分配的工作点。分析了两种等效因子惩罚函数的特点,基于车辆燃油消耗量函数和电池荷电状态惩罚函数建立了系统的目标函数。得到了在特定工况下车辆的燃油经济性最佳和车辆能量分配的最优控制规则。提出用遗传算法优化ECMS中发动机转矩,找到合理的转矩分配,优化SOC目标值的取值,可以尽可能地使全程发动机油耗靠近理论最优值。通过对能量管理策略仿真结果分析,说明了本文所设计的基于遗传算法优化后的ECMS能量管理策略使发动机更多的工作在效率高的区域,并显著地降低了混合动力汽车的油耗,同时在仿真计算中较好的维持了电池荷电状态的稳定。