特定循环工况下的混合动力汽车动力系统设计与仿真

【摘要】：经济发展与环境污染之间的矛盾越发突出,使得开发节能微排型汽车迫在眉睫。电动汽车作为21世纪最具潜力的研发方向,在现有基础与技术条件的限制下,相比纯电动和燃料电池汽车,发展混合动力电动汽车更符合国家国情,使其成为现阶段最具有产业化和市场化前景的热门车型。本文在综合分析混合动力电动汽车串联式、并联式和混联式三种结构的基础上,并结合城市道路工况的特点,确定混合动力城市乘用车采用混联式结构。通过分析行星齿轮机构式混联结构的工作原理,并分析适用于混联式混合动力电动汽车的控制策略,作者采用以发动机最优曲线模式和电池SOC逻辑门限的多能源控制策略。以长安铃木——天语SX4为设计原型,并结合重庆道路工况的特点,提出本文动力性设计指标,并提出以行星齿轮机构→发动机→电动机→发电机→传动系→蓄电池组的设计思路进行动力总成参数匹配。在ADVISOR 2002平台上,对仿真车辆及其零部件进行二次开发,开发出满足本文设计需求的仿真模型,以及用实测实验数据来开发重庆市道路循环工况,并提出特定循环工况的二次开发具体步骤。最后对开发的仿真模型与原型车仿真模型进行动力性仿真,并比较在重庆市道路工况和美国UDDS工况下仿真车型的燃油经济性结果。结果表明,本文所提出的动力总成参数匹配方法的合理性,以及验证以结合特定工况开发的混合动力电动汽车燃油经济性提升更明显。 【关键词】：混合动力 控制策略 动力匹配 ADVISOR二次开发 仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 混合动力电动汽车概述9-13
• 1.2.1 混合动力电动汽车定义9
• 1.2.2 混合动力电动汽车分类9-13
• 1.3 混联式混合动力汽车对关键技术的要求13-14
• 1.3.1 电池及电池管理系统要求13
• 1.3.2 电动机及电动机控制系统要求13
• 1.3.3 内燃机和电动机协同工作要求13-14
• 1.4 混合动力电动汽车发展状况14-16
• 1.4.1 国外发展概况14-15
• 1.4.2 国内发展概况15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-18
• 第二章 混联式混合动力城市轿车系统整体方案设计18-29
• 2.1 混联式系统结构选型18-23
• 2.1.1 国外典型的混联式系统结构18-19
• 2.1.2 Prius系统结构驱动系复杂程度分析19-20
• 2.1.3 混合动力系统核心部件—动力分配系统的工作原理20-23
• 2.2 动力总成部件选型23-26
• 2.2.1 发动机选型23-24
• 2.2.2 电动机/发电机选型24-25
• 2.2.3 电池组选型25-26
• 2.3 整车控制策略选择26-28
• 2.3.1 控制策略概述26
• 2.3.2 混联式混合动力电动汽车控制策略26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 混联式混合动力城市轿车总成参数匹配29-44
• 3.1 整车动力参数匹配原则29
• 3.2 整车动力性指标的确定29-31
• 3.3 整车动力参数匹配设计31-43
• 3.3.1 动力分配装置参数设计31-33
• 3.3.2 发动机参数匹配设计33-35
• 3.3.3 电动机参数匹配设计35-39
• 3.3.4 发电机参数匹配设计39-40
• 3.3.5 传动系速比设计40-41
• 3.3.6 镍氢电池组参数匹配设计41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 混联式混合动力城市轿车系统模型建立44-55
• 4.1 电动汽车仿真软件介绍44
• 4.2 ADVISOR仿真软件介绍44-46
• 4.2.1 ADVISOR 2002的特点45
• 4.2.2 ADVISOR 2002系统结构与仿真过程45-46
• 4.3 动力总成关键部件模型建立46-50
• 4.3.1 发动机模型47
• 4.3.2 电机模型47-48
• 4.3.3 能量存储模块48-49
• 4.3.4 行星齿轮机构模型49
• 4.3.5 主减速器模型49-50
• 4.3.6 整车模型50
• 4.4 ADVISOR二次开发50-54
• 4.4.1 仿真模型二次开发50-53
• 4.4.2 特定道路循环工况的二次开发53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 混联式混合动力电动汽车仿真结果分析55-60
• 5.1 动力性仿真结果分析55-56
• 5.2 给定循环工况下的燃油经济性仿真结果分析56-59
• 5.3 本章小结59-60
• 总结与展望60-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66
• 致谢66

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