野马混合动力电动汽车能量控制策略的研究与仿真

【摘要】： 由于环境和能源紧缺的问题,汽车工业在21世纪面临了巨大的挑战。集成了传统汽车动力系统和纯电动汽车动力系统的混合动力电动汽车(HEV)可以在保留传统汽车长航程和高驱动性优点的条件下满足高效和环保的要求,因此在短期和中期内,HEV将成为传统汽车最具潜力的替代者。为了达到HEV的设计目标,无论其结构有何差异,对能量控制策略的研究始终是HEV设计最重要的部分,同时也是HEV原型制作的基础。 本文首先介绍了当前HEV的发展状况。通过分析比较三种基本的HEV结构形式(串联式混合动力电动汽车,SHEV;并联式混合动力电动汽车,PHEV;混联式混合动力电动汽车,PSHEV),再结合整车设计要求和实际条件,确立了四种可行的野马HEV结构方案;为了能进一步对能量控制策略进行研究,选择其中一种野马PHEV结构方案注重讨论。在这种结构条件下,首先选择了野马PHEV的主要部件,并分析了这些部件的特性。由于发动机数学模型是设计野马PHEV能量控制策略最基础的理论依据,因此单独对发动机进行了研究,利用公式拟合法建立了较为准确的发动机数学模型。 野马PHEV的能量控制是一种双层结构的模式,驱动能控制和再生制动能控制属于上层,而各部件自身的控制系统属于下层。上层控制系统协调管理各部件的运行状态,最终达到整车设计目标。由于部件控制系统在传统内燃机汽车和电动汽车上都有了较完善的发展,因此上层控制策略的设计成为野马PHEV能量控制策略设计的主要工作。本文注重于其中的驱动能控制策略研究,这部分也是野马PHEV能量控制策略研究中最具创新性的部分。为了解决油耗与排放相 【关键词】：混合动力电动汽车 能量控制策略 数学模型 模糊逻辑控制 仿真
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 21 世纪传统内燃机汽车工业发展面临的挑战9
• 1.2 针对传统内燃机汽车存在的问题提出的解决方案9-11
• 1.2.1 纯电动汽车（EV）9-10
• 1.2.2 混合动力电动汽车（HEV）10-11
• 1.2.3 两种解决方案的比较11
• 1.3 混合动力电动汽车的发展现状与核心技术11-14
• 1.3.1 世界混合动力电动汽车发展概况11-12
• 1.3.2 我国混合动力电动汽车发展概况12-13
• 1.3.3 混合动力电动汽车的核心技术13-14
• 1.4 混合动力电动汽车的仿真14-15
• 1.5 课题来源以及研究内容15-16
• 1.5.1 课题来源15
• 1.5.2 本课题的研究内容15-16
• 1.6 本章小结16-17
• 2 野马 HEV 结构和部件选择以及部件特性分析17-27
• 2.1 混合动力电动汽车的结构17-20
• 2.1.1 串联式混合动力电动汽车（SHEV，Series Hybrid Electric Vehicle）17
• 2.1.2 并联式混合动力电动汽车（PHEV，Parallel Hybrid Electric Vehicle）17-18
• 2.1.3 混联式混合动力电动汽车（PSHEV，Split Hybrid Electric Vehicle）18-19
• 2.1.4 针对本课题实际情况和要求，设计的混合动力方案19-20
• 2.2 野马PHEV 稳定运行工况的分析20-21
• 2.3 野马PHEV 主要部件的选择21-26
• 2.3.1 发动机21-22
• 2.3.2 电动机22-24
• 2.3.3 电池组24-25
• 2.3.4 变速箱25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 发动机的数学建模27-43
• 3.1 常用的发动机数学建模方法27-28
• 3.2 公式拟合法建模28-42
• 3.2.1 发动机的回归模型28-30
• 3.2.2 正交多项式的推导30-34
• 3.2.3 发动机模型求解34-42
• 3.3 本章小结42-43
• 4 野马 PHEV 能量控制策略研究43-59
• 4.1 野马PHEV 能量控制策略的选择43-46
• 4.1.1 电力辅助控制策略43-45
• 4.1.2 实时控制策略45
• 4.1.3 模糊逻辑控制策略45-46
• 4.1.4 野马 PHEV 能量控制策略的选择46
• 4.2 野马PHEV 驱动能模糊逻辑控制46-54
• 4.2.1 发动机最佳转矩确定47-50
• 4.2.2 对最佳转矩值模糊修正50-54
• 4.3 野马PHEV 制动能控制54-57
• 4.3.1 制动能的前后轮分配54-55
• 4.3.2 位于后轮上的再生制动能的确定方法55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 5 野马 PHEV 能量控制策略的仿真59-73
• 5.1 能量控制策略仿真的必要性59
• 5.2 ADVISOR 仿真软件59-61
• 5.3 野马PHEV 驱动能控制的仿真模型61-64
• 5.4 野马PHEV 制动能控制的仿真模型64-67
• 5.5 发动机的仿真模型67-69
• 5.6 野马PHEV 能量控制策略仿真结果与分析69-72
• 5.5 本章小结72-73
• 6 结论与展望73-80
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-80
• 读研期间的科研成果80-81
• 声明81-82
• 致谢82

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