增程式电动汽车(Extended-Range Electric Vehicle,简称EREV)是一种在纯电动汽车基础之上增加了辅助动力单元(Auxiliary Power Unit,简称APU)的新能源汽车。增程式电动汽车既能缓解能源匮乏的压力、减小环境污染,又在很大程度上解决了纯电动汽车续驶里程短的问题,作为增程式电动汽车的核心部件之一的辅助动力单元APU,其协调控制问题便显得尤为重要。本文结合科技部国际合作计划项目(2010DFB83650)子课题,以一款紧凑型增程式电动汽车为研究对象,针对增程器的协调控制策略及其优化问题展开研究讨论。在本课题研究过程中,首先针对增程式电动汽车能量管理控制策略及APU协调控制策略,对国内外的相关研究方法及研究进展进行总结概述,由此提出基于PID的传统控制方法,分别为转速协调控制策略、转矩协调控制策略、转速转矩协调控制策略。在GT-Power和Matlab/Simulink软件环境下,搭建APU协调控制仿真模型,采用理论建模方法搭建内燃机的一维流动燃烧模型,采用试验建模方法搭建电机模型,控制系统模块在Matlab/Simulink软件中实现。通过台架试验,以有效转矩和有效燃油消耗率为观测目标,验证模型精度。而后针对三种基于PID的传统协调控制策器,选取启动工况、功率需求升高工况、功率需求降低工况、功率正弦输入工况为仿真试验工况进行联合仿真试验。通过仿真结果分析出各控制器在不同运行工况、不同控制参数下,各模型控制性能之间的优劣差异以及各控制参数对控制性能的影响规律,并对传统控制策略的局限性进行分析讨论。结果表明,同一套PID控制参数无法良好适应工况转变的需求,基于PID的传统协调控制策略存在“先天不足”。设计基于参数模糊自整定的PID控制器,此控制策略通过智能控制开关模块,在稳态工况下,采取传统转速协调控制方式,发挥其静态调节能力强的特点,保证控制精度和稳态特性;在启动阶段和工况转换的动态阶段,采用模糊控制器在线实时改变控制参数,以适应变工况下的功率转换需求。模糊控制器通过Matlab/Simulink软件中的“fuzzy”模块实现,联合仿真结果表明,研究所设计的基于参数模糊自整定的PID控制器可以很大程度上改善APU的启动工况和功率需求转换工况,功率跟随特性良好,控制器优化效果显著。考虑启动工况发动机所表现的“动力不足”问题,在发动机底层辅助控制策略层面上,对发动机点火提前角进行优化控制,仿真结果表明,拟定的点火提前角控制策略可以在一定程度上优化APU的启动性能。最后基于快速原型开发控制技术,对所设计的控制策略进行台架试验验证。试验结果表明,APU功率跟随响应情况与仿真结果基本一致,转速响应迅速无震荡,定点发电工作平稳,所设计的基于参数模糊自整定的PID控制器具有良好的可行性和有效性。本文针对增程式电动汽车增程器的协调控制问题,设计开发的基于参数模糊自整定的PID控制器控制性能良好,满足控制要求,具备一定的参考和应用价值,对增程式电动汽车的市场应用与推广具有一定积极意义。