插电式混合动力汽车兼具纯电动汽车和混合动力汽车的特点,既可以在纯电动模式下运行,节能环保零排放,也可以在普通混合动力模式下运行,满足人们的长途行驶需求,因而具有很好的应用前景。本文制定了一种基于规则的能量管理控制策略,并搭建模型对此策略进行了离线仿真,搭建硬件在环仿真平台对刷写了控制策略的控制器进行硬件在环仿真。本文的主要研究内容有:插电式混合动力校车动力结构选型及其匹配。动力结构选型及匹配是整车动力性的保障和经济性的基础,本文选型考虑了成本及动力性能潜力等方面,并通过最高车速和爬坡性能两个指标进行初步匹配,通过加速性能指标校验。在纯电动模式时0-50km/h加速时间少于15s,在混合动力模式下少于20s,均小于22s的设计要求。验证了匹配可以满足校车动力性能指标。制定了基于规则的能量管理控制策略。能量管理控制策略是插电式混合动力汽车实现经济性良好表现的基础,依据能量管理控制策略制定的四个原则,制定了纯电动(EV,electric vehicle)模式、电量消耗(CD,charge-depletion)模式和电量维持(CS,charge-sustaining)模式三种能量消耗模式构成的能量管理控制策略,三种模式依次对应动力电池由高到低的电量阶段。并且将CD模式与CS模式之间的切换设定为可逆切换。当电池电量由于发动机发电而回升至一定水平时,可以实现由CS模式向CD模式的切换,变相延长了车辆在行驶过程中CD模式的时间,与全局最优理论所得结果相契合,有利于进一步提升了车辆燃油经济性。基于MATLAB/Simulink,完成了插电式混合动力校车整车及整车能量管理控制策略建模。通过构建整车模型中各动力部件模型、动力电池和驾驶员模型等以及能量管理控制策略模型,在离线仿真环境下,通过速度跟随、功率跟随和电池荷电状态水平(So C,State of Charge)变化曲线等仿真结果,验证了所制定控制策略的有效性与合理性,所制定控制策略在动力性方面达到设计要求,能够很好地跟随中国典型城市道路工况;在经济性方面取得了良好表现,19个循环工况下85%电量为起点的油耗和电耗分别为15.3L和10.7 kW?h,并且车辆能量消耗模式可以实现CD和CS阶段的可逆切换,延长了CD阶段时间。完成了集成CAN总线通讯功能的CANoe&Simulink联合仿真。通过将整车动力系统模型拆分为CAN总线上的节点模型,仿真CAN总线环境下控制策略的运行情况,验证了总线负载合理,为27.17%,信号发送和接收时间满足整车控制器的开发要求,控制策略功能实现正常,其仿真结果与Simulink离线仿真结果相关系数达0.98。完成了基于Moto Tron的整车控制器开发。将控制策略嵌至Moto Hawk工程文件并通过自动代码生成技术生成代码,再由上位机Moto Tune将生成代码刷写至控制器,并利用上位机Moto Tune对控制器进行在线监测和标定。开发了集CAN总线仿真与监控标定于一体的硬件在环仿真平台。基于“V”循环控制系统开发流程,结合从“虚拟—现实”的开发步骤,逐步验证所开发控制器的功能。硬件在环仿真结果表明,所开发控制器能够实现控制功能,速度跟随、功率跟随、模式切换和各动力部件转矩等几个仿真结果与控制策略预期相符,也与模型在环的仿真结果相符,表明所开发的插电式混合动力校车控制器具有较好的稳健性和可靠性。