随着全球环境污染和能源危机的加剧,新能源车辆对传统车辆的替代成为必然趋势。串联式混合动力车辆拥有系统结构简洁、工作效率高、功率扩展能力强等优点,近年来发展迅速,已成为汽车行业的研究热点。智能动力单元是串联式混合动力车辆的核心部件之一,在车辆行驶时为整车提供能量,本文将对其控制策略及燃油经济性展开深入研究。本文首先以整车功率跟随式能量管理策略为基础,确定了发动机转速控制与发电机转矩控制的动力单元控制方案,并制定了分区转速控制策略和分级式故障处理策略;然后对发动机和发电机及其控制器的工作特性进行分析,以实际选用机型参数为输入,建立了相应的数学模型;最后将控制策略和数学模型相结合,搭建面向控制的智能动力单元完整系统模型。仿真结果表明,设计的控制策略能够实现智能动力单元的发电功率与目标功率的实时跟随,同时也验证了所建立数学模型的有效性。在上述工作的基础上,以提高动力单元燃油经济性和效率为目标,通过分析发动机与发电机效率之间的耦合关系,确定影响系统效率的耦合参数;结合发动机万有特性曲线和发电机效率曲线,利用粒子群优化算法对参数进行优化,求解出动力单元系统的最优能效曲线;然后运用模糊控制算法,将曲线扩展为区间,进而形成一种通用动力单元最优能效工作区间设计方法。仿真结果表明,动力单元在所设计的最优能效区间内工作有较优的燃油经济性。为解决动力单元在突加重载时,发动机转矩负荷率过高导致运行异常的问题,在原有控制策略的基础上,设计了载荷补偿模糊控制器。以发动机转矩负荷率、目标转矩与实际转矩的差值为输入,以发电机转矩调节量为输出,当动力单元突加重载时,对发电机的转矩进行调节,从而避免了发动机因转矩负荷率过高而导致转速调节时间长,剧烈波动甚至熄火的问题。仿真结果表明,该策略有效改善了动力单元的工作特性,提高了动力单元工作的鲁棒性。最后基于WP3型发动机搭建动力单元试验台架,对最优能效区间的设计方法和载荷补偿策略进行试验验证。试验结果表明,基于最优能效区间设计的功率跟随策略的燃油经济性整体优于传统的功率跟随策略;加入载荷补偿控制策略的系统在突加载时比未加入该策略的系统拥有更好的动态特性,转速转矩能够快速稳定的跟随功率变化。