并联混合动力电动汽车传动系统的建模与仿真研究

【摘要】： 本文以帕萨特SVW7183AGi型轿车为原型车,将其改装为混合动力电动汽车。本文做了混合动力电动汽车的传动系统选型、传动系统建模与仿真以及系统效率的研究。 混合动力电动汽车的传动系统结构分为串联式、并联式和混联式三种类型,根据三种类型的优缺点并结合原型车的参数,选择并联式作为本文所选的驱动结构,根据原型车的参数确定了发动机和电动机的类型和参数。 根据传动系统的选型,建立了传动系统的数学模型,其核心是一个行星轮系结构的动力匹配系统,由数学模型,在SolidWorks里建立了动力匹配系统的三维模型,并模拟了不同工况下动力匹配系统的运动。 本文运用虚拟样机技术来进行传动系统的仿真分析,并选用ADAMS软件作为虚拟样机分析软件。把SolidWorks三维模型导入ADAMS,在汽车加速、稳定运行、制动减速以及FUD72这四种工况下,进行输入输出转速的仿真,并对结果进行了分析解读。仿真结果反映了在各工况下两个动力源的转速匹配情况。 本文分析了并联式混合动力电动汽车在不同工况下的纵向动力学方程;研究了混合动力电动汽车的节油机理;指出了循环工况和控制策略可以影响汽车的系统效率;提出了混合率的概念,混合率代表了电动机输出功率和发动机输出功率的比值,它的变化对系统的效率有很大的影响,本文推导出了系统效率和混合率及传动比的关系函数。 【关键词】：混合动力电动汽车 传动系统 建模 仿真
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 混合动力电动汽车发展概况7-9
• 1.3 计算机辅助技术在HEV 中的应用9-10
• 1.4 本论文的研究意义及主要工作10-12
• 1.4.1 课题的研究意义10
• 1.4.2 课题的主要工作10-11
• 1.4.3 课题的来源11-12
• 2 PHEV 传动系统的选型12-30
• 2.1 HEV 的概念及驱动类型12
• 2.2 串联式混合动力电动汽车12-13
• 2.2.1 传动系统结构12-13
• 2.2.2 驱动模式13
• 2.2.3 优缺点13
• 2.3 并联式混合动力电动汽车13-18
• 2.3.1 传动系统结构13-14
• 2.3.2 驱动模式14-17
• 2.3.3 优缺点17-18
• 2.4 混联式混合动力电动汽车18-19
• 2.5 传动系统选型和工作模式19
• 2.6 整车参数及动力性能指标19-20
• 2.6.1 整车参数19-20
• 2.6.2 动力性能指标20
• 2.7 原动机的选择20-25
• 2.7.1 发动机的选择20-23
• 2.7.2 电动机的选择23-25
• 2.8 参数设计25-28
• 2.8.1 主减速器速比的确定25-26
• 2.8.2 最高车速26-28
• 2.8.3 爬坡度28
• 2.9 本章小结28-30
• 3 PHEV 动力匹配系统的数学模型和三维建模30-38
• 3.1 结构设计30-31
• 3.2 数学模型的建立31-34
• 3.3 三维建模34-37
• 3.3.1 概述34-35
• 3.3.2 齿轮参数化建模35-36
• 3.3.3 虚拟装配36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 PHEV 动力匹配系统的虚拟样机建模与仿真分析38-49
• 4.1 虚拟样机建模38-43
• 4.1.1 虚拟样机技术概述38-39
• 4.1.2 ADAMS 简介及理论基础39-40
• 4.1.3 虚拟样机建模40-43
• 4.2 仿真结果与分析43-48
• 4.2.1 汽车启动加速阶段43-44
• 4.2.2 汽车稳定运行阶段44-46
• 4.2.3 汽车制动阶段46
• 4.2.4 FUD72 循环工况46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 5 PHEV 的系统效率研究49-59
• 5.1 系统的纵向动力学分析49-51
• 5.1.1 并联工作模式下的动力学方程49-50
• 5.1.2 发动机单独驱动模式下的动力学方程50
• 5.1.3 纯电动模式下的动力学方程50
• 5.1.4 能量回收模式下的动力学方程50-51
• 5.2 PHEV 节油机理研究51-53
• 5.2.1 选择较小功率发动机51-52
• 5.2.2 取消发动机怠速52
• 5.2.3 控制发动机工作在高效区52
• 5.2.4 适当增大蓄电池SOC 工作范围52-53
• 5.2.5 回收再生制动能量53
• 5.3 系统效率的影响因素53-56
• 5.3.1 循环工况的影响53-55
• 5.3.2 控制策略的影响55-56
• 5.4 混合率对系统效率的影响56-58
• 5.5 本章小结58-59
• 6 结论与展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-64
• 附录64

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