并联混合动力汽车总成参数匹配及优化研究

【摘要】：面对能源紧缺和环境恶化问题,混合动力汽车以其低油耗、低排放的特点得到世界各大公司的青睐,世界诸多国家将其作为潜在的支柱产业。动力总成参数匹配和控制策略的优化是混合动力汽车研究的关键技术,它会直接影响到混合动力汽车的燃油经济性和排放性能。通过优化控制策略可使发动机、电机保持在最佳经济区工作,并实现再生制动能量回收,提高整车能量利用率,同时大幅度减少排放污染。因此,在纯电动汽车关键技术突破之前,兼顾了传统汽车和电动汽车优点的混合动力汽车最具有市场前景。 本课题详细分析了不同结构的混合动力汽车动力总成方案,最终确定以ISG型并联混合动力汽车为研究对象,在原型车外部结构尺寸参数指导下,根据车辆动力性能要求,对动力总成部件进行选型和参数设计。在发动机参数设计中,应用了性能等级参数法,该方法能够快速发现发动机功率变化带来的综合影响。 基于AVL Cruise建立了ISG型混合动力汽车的仿真平台,并确定了模型的置信度。对动力总成设计参数进行仿真试验验证,仿真结果能够满足车辆动力性能设计要求,证明了动力总成设计方法的可行性。 控制策略对混合动力汽车的性能有着重要影响,本文基于ISG型混合动力汽车的特点,选择了电动机辅助控制策略和模糊逻辑控制策略,在Matlab/Simulink中实现了控制策略的建模,并将Simulink模型嵌入到整车模型中。通过仿真试验,验证了电动机辅助控制策略在本车型中比模糊逻辑控制策略更有效。 针对HEV的参数优化问题,选定带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),并建立了优化数学模型,在Matlab中实现对Cruise的联合编程,在ECE+EUDC工况下对主减速比和控制策略参数进行优化。优化结果表明此优化算法在提高整车性能方面起到了良好的作用。最后,将优化结果在欧洲工况NEDC和日本工况Ja1015下进行仿真试验,整车经济性和排放性能同样得到了提高,验证了此优化算法具有一定的适用性。 【关键词】：混合动力汽车 ISG 动力总成 遗传算法 优化 仿真
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 混合动力汽车的发展概况12-13
• 1.2 研究背景及意义13
• 1.3 混合动力汽车参数设计及优化方法研究现状13-17
• 1.3.1 混合动力汽车参数设计及优化方法13-16
• 1.3.2 国内外学者研究现状16-17
• 1.4 本文研究的主要内容17-19
• 第2章 混合动力汽车动力总成设计19-36
• 2.1 动力总成方案设计19-24
• 2.1.1 串联式混合动力汽车19-20
• 2.1.2 并联混合动力汽车20-22
• 2.1.3 混联式混合动力汽车22-23
• 2.1.4 动力总成方案选型23-24
• 2.2 动力总成主要部件选型24-27
• 2.2.1 发动机选型24-25
• 2.2.2 电机选型25
• 2.2.3 储能元件选型25-26
• 2.2.4 变速机构选型26-27
• 2.3 动力总成主要部件参数设计27-35
• 2.3.1 参考车辆的主要结构参数27-28
• 2.3.2 设计要求28
• 2.3.3 动力总成功率初步确定28-29
• 2.3.4 发动机参数设计29-31
• 2.3.5 ISG电机参数设计31-32
• 2.3.6 蓄电池参数设计32-34
• 2.3.7 传动系参数设计34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 ISG型混合动力汽车正向仿真平台建立36-47
• 3.1 AVL Cruise软件介绍36
• 3.2 主要部件模型36-41
• 3.2.1 整车模型36-37
• 3.2.2 发动机模型37-38
• 3.2.3 电机模型38
• 3.2.4 电池模型38-39
• 3.2.5 离合器模型39-40
• 3.2.6 变速器模型40
• 3.2.7 驾驶员模型40-41
• 3.3 ISG型混合动力汽车仿真平台建立41-43
• 3.4 仿真平台置信度检验43-44
• 3.5 动力总成参数设计仿真验证44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 并联混合动力汽车控制策略研究47-63
• 4.1 并联式混合动力汽车控制策略47-49
• 4.2 能量回馈制动工作模式下的控制策略49-51
• 4.2.1 能量回馈制动工作模式下的系统分析49-50
• 4.2.2 再生制动控制策略50-51
• 4.3 控制策略在Simulink中的实现51-56
• 4.3.1 电动机辅助控制策略51-52
• 4.3.2 模糊逻辑控制策略52-55
• 4.3.3 能量回收控制策略55-56
• 4.4 控制策略在仿真平台的仿真分析56-62
• 4.4.1 等效油耗的计算56-57
• 4.4.2 控制策略仿真结果57-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 基于多目标遗传算法的PHEV参数优化63-77
• 5.1 多目标优化问题研究现状63-64
• 5.2 遗传算法64-67
• 5.2.1 遗传算法的基本原理64-65
• 5.2.2 遗传算法的特点65-66
• 5.2.3 带精英策略的非支配排序遗传算法66-67
• 5.3 HEV参数优化数学模型67-70
• 5.3.1 设计变量的确定67
• 5.3.2 约束条件的确定67-68
• 5.3.3 优化目标的确定68
• 5.3.4 优化算法的实现68-70
• 5.4 优化结果和仿真分析70-76
• 5.4.1 油耗和排放寻优历程70-71
• 5.4.2 Pareto最优解分析71-74
• 5.4.3 不同工况下的仿真对比分析74-76
• 5.5 本章小结76-77
• 总结和展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

BFC6100-EV电动大客车动力传动系统参数设计    李军求,孙逢春,张承宁,李红林,何洪文

轿车用自动变速箱的发展动态    刘钊,黄宗益,李庆

PHEV模糊逻辑驱动控制策略模块开发    吴彤峰;谢冰;邓文娟;

基于FNN自适应控制的HEV控制策略    王大志,王建辉,顾树生

ISG型混合动力汽车模糊控制策略及仿真    胡洪祥;秦大同;舒红;杨亚联;丁李辉;

并联式混合动力汽车的实时控制策略优化    邵海岳,邵海燕,钟志华,杨朔

机械式自动变速器换挡综合智能控制    雷雨龙,李永军,葛安林

基于制动意图的电动汽车复合制动系统制动力分配策略研究    张元才;余卓平;徐乐;熊璐;

混合动力汽车扭矩管理策略    童毅,张俊智,欧阳明高

一种混联式混合动力客车动力系统参数匹配    熊伟威;舒杰;张勇;殷承良;姜杰峰;陈彦雷;

混合动力城市客车控制策略与试验研究    王保华

混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究    郑维

插电式电动汽车的控制策略研究与仿真分析    王帅锋

混合动力电动汽车控制策略的仿真研究及优化    袭著永

带精英策略的非支配排序遗传算法的研究与应用    郑强

重型商用车传动系参数优化匹配的研究    朱伟伟

电动车动力学建模与仿真研究    杨超

混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真    李振磊

基于混合度的串联混合动力客车特性参数设计    唐磊

混合动力城市客车动力系统参数匹配与仿真研究    代康伟

基于NSGA-Ⅱ算法的作业车间调度研究    鞠海华

并联型混合动力牵引车动力系统参数匹配与优化    连志伟

基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探    吴大宏,赵人达

多重群体遗传规划在高性能混凝土强度预测中的应用    赵胜利;宋玲玲;张东原;

烧结机尾断面图像在线处理与分析方法研究    宋宝宇;杨春雨;杨东晓;费静;王奎越;

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

模型(汽车)试验低速风洞设计    汪涌;龚光军;

汽车曲线制动工况的轴间动态制动力分配数学模型    边铭瑞;丁品先;

7CBY—1型挂车液压制动装置的设计    李伯峰;韩永法;

数值方法在汽车性能预测中的应用    王其东;羊拯民;

对汽车制动效能评价标准的探讨    方锡邦;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

汽车转向轮主销内倾角设计计算    魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;

HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算    任国清;

基于状态反馈极点配置的4WS系统设计及仿真    王莉;杜家政;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

浅谈离合器分泵支架优化设计    严思炜;郝世强;

主副一体整体式车架的改进    黄睿;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

面向空气悬架大客车操稳性的多体动力学建模与仿真研究    葛榕;秦东晨;徐一村;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

旋流自吸泵设计及内部流动研究    王春林

整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究    童伟

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究    关丽荣

车辆与路面相互作用下路面结构动力学研究    李皓玉

电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究    田毅

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究    黄磊

基于神经网络的两类问题研究    程慧

基因表达式编程在神经网络中的应用研究    陶俊剑

气垫式流浆箱智能解耦控制系统    徐玉颖

基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究    刘健洪

近红外漫反射光谱结合PLS-ANN算法对药物有效成分的定量分析测定    何文

基于RS485总线的污水处理自动监控系统的研究    房传礼

汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究    傅寿字

二级倒立摆控制方法研究    姜辉

基于ADVISOR的并联式混合动力越野汽车的研究    王凤麒,崔胜民

车用锂离子电池充放电性能及应用研究    魏跃远,林逸,林程,王震坡,何洪文

以行驶循环为基础的混合动力分析研究    步曦;陈礼璠;

电动汽车传动系参数设计及动力性仿真    姬芬竹;高峰;吴志新;

不同种类电动汽车发展现状    刘海峰;

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

BJD6100-EV型电动公交车直流驱动系统研究    孙逢春,杨为琛,张承宁

电动车辆设计中的匹配理论研究    何洪文,余晓江,孙逢春

纯电动客车自动机械变速器换挡过程控制    席军强;王雷;付文清;梁万武;

基于传递函数的汽车整车模型    宋国民,狄洪平

工况分析法在电动车辆设计中的应用    孙立清;白文杰;王仁贞;王震坡;孙逢春;

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

CVT轻度混合动力汽车能量管理策略研究    胡明辉

可外接充电混合动力汽车能量管理策略研究    张博

混合动力电动汽车驱动系统参数优化匹配    余晨光

电动车动力蓄电池实验建模研究    王贵明

混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真    蒲斌

直接转矩控制系统的集成智能控制    王欣

基于遗传算法的作业车间调度问题研究    余琦玮

混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化    邵海岳

混合动力电动汽车用永磁同步电动机调速系统研究    赵峰

基于遗传算法的多目标优化与决策方法研究    郑丽君

并联混合动力汽车传动系统建模及控制策略研究    于俊伟

电动汽车蓄电池性能仿真与试验    刘磊

混合动力汽车动力电池组参数匹配    王喜明;郭志军;李忠利;高建平;李翠平;王长新;

应用复合电源的轻度混合动力汽车的参数匹配    于远彬;王庆年;王伟华;曾小华;

混合动力电动汽车测试方法    付松青;彭磊;秦孔建;乔维高;李腾腾;

并联混合动力汽车驱动系参数匹配    张忠伟;文建辉;

混合动力总成台架试验的分析    徐晓刚;

混合动力汽车动力总成硬件在环仿真系统开发    荆新超;敖国强;朱建新;杨林;卓斌;

一种混联式混合动力客车动力系统参数匹配    熊伟威;舒杰;张勇;殷承良;姜杰峰;陈彦雷;

并联式混合动力汽车动力总成参数设计    高爱云;付主木;

混合动力汽车动力总成试验台测控系统    周健豪;袁银男;陈笃红;邵斌;王存磊;

基于双离合器的单轴并联式混合动力系统仿真    王家明;郭晋晟;冒晓建;敖国强;杨林;卓斌;

混合动力汽车及其关键技术综述    李正浩;鲁植雄;

一种混合动力汽车驱动控制研究    严世榕;洪亮;

混合动力汽车的发展与应用    文少波;邹政耀;

一种并联型混合动力汽车控制系统研究    刘昌锦;岳伟甲;乐群;

准“绿色”混合动力汽车与环境保护    李军;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

电子及计算机技术在混合动力汽车电池测试系统中的应用    曾小华;王庆年;宋大凤;李静;林林;

并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究    刘涵;高俊涛;

混合动力汽车动力电池试验检测系统    曾小华;陈万忠;吴强华;王庆年;

美国汽车角逐混合动力汽车市场（下）    峻岭

混合动力汽车驶入百姓生活    本报记者 谢莉葳 实习生 李玥林

2至3年,混合动力汽车将成市场主流    记者 范建

美国汽车角逐混合动力汽车市场（上）    峻岭

“重庆造”混合动力汽车跻身世界先进行列    记者 关媛媛

重庆政府采购自主研发混合动力汽车    记者刘阳子

油电混合动力汽车在美国大行其道    魏薇

混合动力汽车技术取得新突破    记者 李文峰　通讯员 夏伟雄 刘亚鹏

新能源元年从“弱混”开启”    本报记者 金丽媛

发展混合动力汽车刻不容缓    木子风

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究    王伟

混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究    于海芳

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

ISG柴电混合动力汽车多能源管理策略研究    钟虎

串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究    刘乐

基于瞬时优化的混合动力汽车控制策略研究    朱庆林

基于双离合器的插电式MPV混合动力系统匹配技术研究    李振磊

基于CAN总线的混合动力汽车辅助动力单元系统与控制策略研究    曹珊

单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究    彭志远

桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究    李晓甫

基于行驶工况的混合动力汽车参数匹配、控制策略研究及仿真平台搭建    张桂连

混合动力电动客车的研究    程自珠

Plug-in混合动力汽车仿真模型构建及其仿真研究    李佳

Plug-in混合动力汽车控制策略研究    杨攀

串联式Plug-in混合动力汽车能量管理控制策略研究    祝毅

PLUG-IN并联混合动力城市客车电功率比研究    姚佳

基于LabVIEW的混合动力汽车驱动系统的研究    邓娟

并联式混合动力汽车控制策略研究    岳淑彪

并联式HEV多能源动力总成控制系统的研究    孙存娟

并联混合动力汽车总成参数匹配及优化研究    饶阳