混合动力电动汽车动力驱动系统的方案设计和仿真研究

【摘要】： 环境污染问题和石油资源的匮乏已经成为了当前制约汽车工业可持续发展的两大难题,如何有效降低车辆对传统化石燃料的依赖以及改善环境污染问题成为了未来汽车工业发展的主方向。混合动力电动汽车是一种融合了纯电动汽车高效率、低排放和传统内燃机汽车优良的动力性、续驶能力的新型汽车,是目前和未来最具有可行性的低油耗、低排放的清洁汽车。 混合动力汽车的动力性、燃油经济性和排放性能与驱动系统结构设计和参数的匹配以及车辆在行驶过程中的协调控制密切相关。合理的系统结构和优化的控制算法能够使系统部件在更高效区域运行,不仅能有效降低燃油消耗,而且车辆的尾气排放也能得到显著的改善。论文首先分析了混合动力汽车的驱动系统结构类型和各自的特点,在此基础上提出了一种新的混合动力电动汽车的方案设计。通过对驱动系统部件进行分析,对系统的主要部件进行了选型和参数设计,并在MATLAB/Simulink环境下分别建立了电动机和动力电池组的Simulink模型。最后,在Advisor 2002平台上建立了混合动力汽车的整车模型,并分别对车辆进行了加速性能、爬坡性能以及在CYC_UDDS和CYC 1015循环工况下的整车仿真研究,得出了车辆的百公里加速时间,各循环工况下的等效百公里油耗,发动机工作点,电池SOC变化等结果,其结果表明本文所设计的混合动力电动汽车在保证原有车型动力性的前提下,燃油经济性和排放性能均有明显的改善,同时也说明了混合动力系统的方案设计是合理的。 本论文所做的研究将有助于缩短混合动力汽车的设计开发时间,为其驱动系统的设计和整车性能评估提供参考。 【关键词】：混合动力汽车 动力传动系统 动力蓄电池 电动机 建模与仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 混合动力电动汽车的分类和特点10-13
• 1.2.1 混合动力电动汽车的定义10
• 1.2.2 混合动力电动汽车的分类及特点10-13
• 1.3 电动汽车的研究现状和发展趋势13-15
• 1.3.1 国外发展现状14
• 1.3.2 国内发展现状14-15
• 1.4 混合动力电动汽车的关键技术15-17
• 1.5 本课题研究的主要内容17-18
• 第二章 混合动力电动汽车驱动系统的总体设计及分析18-27
• 2.1 混合动力电动汽车驱动系统的方案设计18-19
• 2.1.1 方案设计18-19
• 2.1.2 方案分析19
• 2.2 混合动力电动汽车工作模式、功率流分析19-23
• 2.3 制动能量回收控制策略的制定23-26
• 2.3.1 经验的模糊控制方法23-25
• 2.3.2 电制动优先的控制方法25
• 2.3.3 综合控制方法25-26
• 2.4 混合动力汽车的特点26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 混合动力电动汽车动力系统的部件选型和参数设计27-43
• 3.1 混合动力电动汽车动力源功率的匹配27-28
• 3.2 混合动力电动汽车用动力电池的选型和参数设计28-33
• 3.2.1 混合动力电动汽车对动力电池的主要要求28
• 3.2.2 混合动力电动汽车用动力电池的性能比较28-29
• 3.2.3 混合动力电动汽车上常用的几种动力电池29-31
• 3.2.4 动力电池组参数的选择31-33
• 3.3 混合动力电动汽车用电动机的选型和参数设计33-40
• 3.3.1 电动汽车对驱动电动机性能的要求33-34
• 3.3.2 电动汽车驱动电动机性能的比较34-35
• 3.3.3 混合动力电动汽车上常用的几种驱动电动机35-39
• 3.3.4 电动机的参数选择39-40
• 3.4 混合动力电动汽车发动机的选型和参数设计40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 混合动力电动汽车用动力电池模型的建立43-55
• 4.1 动力电池建模的基本理论43-45
• 4.2 动力电池动态模型的建立45-50
• 4.3 基于电压、电流和温度的动力电池SOC算法50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 混合动力电动汽车的建模与主要性能仿真研究55-78
• 5.1 电动汽车仿真软件ADVISOR 200255-57
• 5.2 混合动力系统主要机构建模57-62
• 5.2.1 基于MATLAB/simulink的整车模型57-60
• 5.2.2 基于MATLAB/simulink的制动控制策略模型60
• 5.2.3 基于MATLAB/simulink的动力电池组模型60-61
• 5.2.4 基于MATLAB/simulink的永磁同步电动机模型61-62
• 5.3 混合动力电动汽车动力性能仿真研究62-66
• 5.3.1 混合动力电动汽车加速性能测试62-64
• 5.3.2 混合动力电动汽车爬坡性能测试64-66
• 5.4 CYC_UDDS和CYC_1015循环工况下整车性能仿真研究66-76
• 5.4.1 CYC_UDDS循环工况下整车性能仿真66-71
• 5.4.2 CYC_1015循环工况下整车性能仿真71-76
• 5.5 混合动力电动汽车的经济性与排放性分析76-77
• 5.5.1 车辆的燃油经济性分析76
• 5.5.2 车辆的排放性能分析76-77
• 5.6 本章小结77-78
• 结论与展望78-80
• 1、论文的主要研究内容及结论78-79
• 2、研究展望79-80
• 参考文献80-82
• 致谢82

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