插电式混合动力汽车动力参数设计与控制策略的研究

【摘要】：随着能源和环境压力的增加，插电式混合动力客车逐渐成为城市公交车系统的主要用车。插电式混合动力客车即具传统汽车的动力性，又可以实现纯电动行驶，从而提高了燃油经济性和降低了排放。然而，插电式混合动力客车在动力总成选型与设计集成、整车能量管理控制以及再生制动等方面还存在关键技术问题，使得插电式混合动力客车的发展受到限制。 本论文围绕插电式混合动力客车的动力总成选型和匹配以及整车控制策略展开研究。针对国内城市公交运行工况，选定串联式为动力总成连接方式。以中通客车原整车参数为设计标准，对动力系统关键部件，包括驱动电机、动力电池、发动机/发电机组、动力传动装置，进行选型和参数匹配。通过CRUISE软件建立整车模型，分别对汽车的最高车速、爬坡度、加速特性和续驶里程进行了仿真分析。混合动力系统的控制策略是重点研究内容，提出了一种基于规则的逻辑门限值的控制策略。通过MATLAB/Simulink软件建立整车控制模型，并将模型导入CRUISE软件中进行仿真验证。该控制策略可以在保证汽车动力性能的前提下，有效地进行制动能量回收和发动机优化控制，提高了汽车的燃油经济性。 【关键词】：插电式混合动力汽车 参数设计 CRUISE 控制策略
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 混合动力汽车（HEV）发展状况10-17
• 1.2.1 国外发展概况10-15
• 1.2.2 国内发展概况15-17
• 1.3 混合动力汽车关键技术17-18
• 1.4 论文研究的内容18-20
• 2 插电式混合动力汽车总体设计20-27
• 2.1 混合动力系统功能20-21
• 2.2 混合动力系统组成和分类21-25
• 2.3 插电式混合动力系统的选型25-26
• 2.3.1 混合动力系统对比分析25
• 2.3.2 PHEV 运行工况分析25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 插电式混合动力汽车动力参数设计27-39
• 3.1 整车参数及性能要求28
• 3.2 动力系统部件设计28-38
• 3.2.1 驱动电机设计28-33
• 3.2.2 发动机/发电机组设计33-34
• 3.2.3 动力电池设计34-36
• 3.2.4 动力传动装置设计36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 4 基于 CRUISE 软件的整车建模与仿真39-64
• 4.1 AVL CRUISE 软件简介39-42
• 4.2 整车模型42-57
• 4.2.1 车辆模块43-45
• 4.2.2 发动机模块45-47
• 4.2.3 电机模块47-50
• 4.2.4 动力电池模块50-52
• 4.2.5 变速器模块52-54
• 4.2.6 驾驶室模块54
• 4.2.7 制动模块54-55
• 4.2.8 车轮模块55-57
• 4.3 整车性能仿真分析57-63
• 4.3.1 循环工况分析57-59
• 4.3.2 爬坡性能分析59
• 4.3.3 稳定行驶工况分析59-60
• 4.3.4 加速性能分析60-61
• 4.3.5 续驶里程分析61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5 整车控制策略的研究64-94
• 5.1 控制策略概述64-65
• 5.2 插电式串联混合动力汽车控制策略65-68
• 5.2.1 纯电动控制策略66-67
• 5.2.2 电动优先混合控制策略67-68
• 5.3 混合动力系统运行模式及切换条件68-69
• 5.4 混合动力系统建模分析69-78
• 5.4.1 转矩输出模块70-73
• 5.4.2 驱动电机模块73-74
• 5.4.3 动力电池模块74-75
• 5.4.4 发动机/发电机组模块75-78
• 5.5 控制策略模型的建立78-82
• 5.5.1 发动机开关模块80
• 5.5.2 功率分配模块80-81
• 5.5.3 再生制动模块81-82
• 5.6 动力系统控制策略仿真与分析82-92
• 5.6.1 再生制动仿真分析83-86
• 5.6.2 发动机/发电机组仿真分析86-92
• 5.7 本章小结92-94
• 6 总结与展望94-96
• 6.1 论文总结94
• 6.2 研究展望94-96
• 参考文献96-101
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果101-102
• 致谢102-103

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