混合动力汽车动力系统参数选择及匹配研究

【摘要】：本文首先对国内外混合动力汽车的技术发展现状及电动汽车仿真技术进 行了论述,考虑到我国混合动力汽车技术的发展趋势,提出了一种适合我国国 情的混合动力汽车动力传动系的结构方案。根据QR-HEV的需求分析,确定采 用轻度混合的扭矩合成型并联混合动力结构。在此基础上,分析了整车系统的 基本运行工况,给出了运行工况的功率流,并制定了比较合理的多能源控制策 略。结构方案的完成和控制策略的制定为动力传动系参数选择和合理匹配奠定 了基础。 其次,基于基础性理论分析,在总结相关资料的基础上,提出了混合动力 汽车动力系统的参数设计方法,利用此方法对QR-HEV汽车的动力系统参数进行 匹配分析。以QR-HEV动力传动系参数的设计为例,在仿真软件ADVISOR2002 平台上验证了参数设计方法的合理性。模拟计算结果表明,本文设计的QR-HEV 汽车具有与常规汽车相近的动力性能,但对应于UDDS和HWFET循环工况的百公 里油耗比常规汽车分别降低了27. 2%和6. 9%。 最后,根据混合动力汽车的工作特点提出了动力传动系参数优化匹配问题, 并建立了相应的目标函数和约束方程,然后采用序列二次规划法(SQP)来优化目 标函数,求出传动系参数的最优解。 【关键词】：混合动力汽车 控制策略 仿真 参数匹配 优化
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 第一章 绪论14-26
• 1.1 选题背景和意义14-15
• 1.2 混合动力汽车国内外的发展概况15-18
• 1.2.1 国外发展概况15-16
• 1.2.2 国内研究发展概况16-18
• 1.3 混合动力汽车动力传动系的基本结构18-20
• 1.3.1 串联式HEV动力传动系18
• 1.3.2 并联式HEV动力传动系18-19
• 1.3.3 混联式HEV动力传动系19-20
• 1.4 混合动力汽车的多能源控制策略20-23
• 1.4.1 串联式HEV控制策略20-21
• 1.4.2 并联式HEV控制策略21-23
• 1.5 电动汽车的仿真技术23-25
• 1.6 本课题研究的主要内容25-26
• 第二章 混合动力整车设计方案及控制策略设计26-47
• 2.1 引言26
• 2.2 QR-HEV整车方案的总体设计26-28
• 2.2.1 QR-HEV需求分析26-27
• 2.2.2 QR-HEV系统结构和关键部件选型27-28
• 2.3 QR-HEV基本运行工况模式分析28-31
• 2.4 电动汽车仿真软件ADVISOR的研究31-34
• 2.4.1 ADVISOR的组成32-33
• 2.4.2 ADVISOR的工作原理33
• 2.4.3 ADVISOR的仿真方法33-34
• 2.5 QR-HEV能量管理控制策略34-46
• 2.5.1 模糊控制系统的基础34-36
• 2.5.2 驾驶员模糊控制模型的建立36-41
• 2.5.3 基于规则的逻辑门限值控制策略41-46
• 2.6 本章小结46-47
• 第三章 混合动力汽车动力系统的参数选择和仿真分析47-62
• 3.1 引言47
• 3.2 混合动力汽车动力系统设计要求47
• 3.3 混合动力汽车动力系统的参数选择47-53
• 3.3.1 发动机功率的选择47-49
• 3.3.2 电动机参数的选择49-51
• 3.3.3 传动系速比的设计51-53
• 3.3.4 电池参数的选择53
• 3.4 混合动力SQR-HEV轿车动力系统参数初步选定53-55
• 3.4.1 混合动力SQR-HEV轿车整车参数的初始条件和要求53-54
• 3.4.2 混合动力SQR-HEV轿车发动机参数的选定54
• 3.4.3 混合动力SQR-HEV轿车电机参数的选定54-55
• 3.4.4 混合动力SQR-HEV轿车传动系速比选定55
• 3.4.5 混合动力SQR-HEV轿车电池参数的选定55
• 3.5 混合动力SQR-HEV轿车匹配结果仿真分析55-57
• 3.5.1 混合动力SQR-HEV整车动力性的仿真结果55-56
• 3.5.2 混合动力SQR-HEV循环工况油耗分析56
• 3.5.3 混合动力SQR-HEV电池SOC的平衡56-57
• 3.6 仿真结果及分析57-61
• 3.6.1 参数选择列表57-58
• 3.6.2 仿真结果及分析58-61
• 3.7 本章小结61-62
• 第四章 混合动力QR-HEY汽车动力传动系的优化设计62-81
• 4.1 引言62
• 4.2 混合动力QR-HEV汽车动力系统部件建模62-71
• 4.2.1 发动机数学模型的建立62-65
• 4.2.2 电池模型65-70
• 4.2.3 电机模型70-71
• 4.3 混合动力QR-HEV汽车动力传动系优化匹配建71-77
• 4.3.1 优化问题的描述71-74
• 4.3.2 设计变量74
• 4.3.3 约束条件74-77
• 4.3.4 优化方法77
• 4.4 混合动力QR-HEV汽车仿真结果分析77-79
• 4.4.1 发动机建模结果77-78
• 4.4.2 镍氢NiMH电池建模仿真结果78-79
• 4.4.3 电机建模结果79
• 4.4.4 混合动力QR-HEV汽车传动系速比优化结果79
• 4.5 本章小结79-81
• 第五章 全文总结与建议81-83
• 5.1 本文总结81-82
• 5.2 进一步建议82-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文87

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