并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV)包含两种动力源,可根据行驶工况或驾驶环境进行多种工作模式间的切换。在切换过程中,由于发动机、电机的动态特性不同,且存在离合器的分离或结合情况,容易导致传动系统动力中断或转矩波动,产生较大的离合器滑磨功,影响车辆驾驶平顺性和离合器使用寿命。因此,本课题针对PHEV模式切换动态协调控制展开研究。首先,整车结构分析及动力学模型建立。在分析PHEV系统结构的基础上,对转动惯量进行整合,将其简化为电机侧、发动机侧两部分。分别建立混合动力系统的动力学模型和仿真模型。其次,工作模式划分与切换规则设计。根据动力源及离合器状态,划分了不同的工作模式,并根据整车运行状态以及离合器动作与否,对各种模式之间的切换进行分类。根据电池荷电状态、整车需求转矩和转速,设计各工作模式间的切换规则,确保发动机与电池工作在高效率区域。然后,基于模型预测的模式切换协调控制策略设计及仿真验证。首先在对切换过程动力学分析基础上,建立预测模型。然后,以整车在电机驱动下的速度响应作为目标转速,基于此构造目标函数,考虑其非可行解问题、动力部件物理约束以及最大冲击度限制要求,引入松弛因子,设计约束条件,保证其解的可行性与切换平顺性,实现较小冲击度与滑磨功。最后,进行仿真验证,结果表明,所提协调控制策略与传统策略相比,冲击度与滑磨功明显降低,保证了切换平顺性,提高了驾驶性能。最后,基于串级预测的模式切换协调控制策略制定及仿真验证。该策略使用模型预测控制算法,引入新的控制变量,将滑磨功设计到目标函数中,结合所设计的约束条件获得电机、发动机和离合器的最优需求转矩,使整车冲击度满足要求下,滑磨功最小。采用高采样频率的PID控制器对每个模型预测周期的发动机输出转矩进行补偿,实现平稳的模式转换。仿真结果表明,所提协调控制策略与模型预测控制策略相比,预测误差明显减小,冲击度与滑磨功得到了进一步降低,验证了该控制方法的有效性。