重型混合动力汽车动力性与经济性的仿真分析

【摘要】：随着全球能源紧缺以及环境污染问题日趋严重，世界汽车产业的发展受到了很大限制，因此开发低油耗、低排放的新能源汽车受到了重视。混合动力汽车具有低油耗、低排放以及生产成本低等特点，使其成为了能够有效解决排污和能源问题的途径之一。 在一拖集团有限公司所生产的重型矿用自卸车相关技术条件基础上改装为重型混合动力汽车。首先，通过分析混合动力汽车的分类和结构特点，选择了单轴并联式混合动力系统，其耦合方式为转矩耦合。根据汽车理论知识、动力匹配原则以及汽车性能指标，对重型混合动力汽车进行了动力总成参数匹配，确定了发动机、电机及电池组动力部件的类型和具体参数。然后，基于CRUISE软件，搭建了重型混合动力汽车的整车仿真模型，包括发动机、电机、电池组、驾驶员、离合器、变速箱、制动器和轮胎等各部件的子模型，根据动力系统的能量流动方向完成了各部件间的机械连接、电气连接和信号连接。其次，介绍和分析了逻辑门限控制策略、瞬态优化控制策略、模糊逻辑控制策略以及全局最优控制策略4种控制策略的特点，基于MATLAB/SIMUlink软件建立了基于转矩因子的逻辑门限控制策略。最后，设置了仿真计算任务，对建立的重型混合动力汽车仿真模型和控制策略进行联合仿真。通过仿真分析，表明了重型混合动力汽车的动力性和燃油经济性得到了提高，验证了参数匹配和控制策略的合理性。 【关键词】：混合动力汽车 参数匹配 建模 控制策略 仿真
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7;U461
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-15
• 1.1 研究目的和意义7-8
• 1.2 混合动力汽车发展现状8-10
• 1.2.1 国外混合动力汽车发展现状8-9
• 1.2.2 国内混合动力汽车发展现状9-10
• 1.3 混合动力汽车分类10-13
• 1.3.1 串联式混合动力汽车10-11
• 1.3.2 并联式混合动力汽车11-12
• 1.3.3 混联式混合动力汽车12-13
• 1.4 课题来源及主要研究内容13-15
• 1.4.1 课题来源13-14
• 1.4.2 主要研究内容14-15
• 第2章 重型混合动力系统选型与参数匹配15-25
• 2.1 重型混合动力系统选型15-17
• 2.2 重型混合动力系统参数设计17-24
• 2.2.1 整车行驶参数的确定17
• 2.2.2 整车运行工况17-19
• 2.2.3 整车需求参数设计19
• 2.2.4 发动机技术参数设计19-21
• 2.2.5 电机参数设置21-22
• 2.2.6 电池组参数设置22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 重型混合动力汽车系统建模25-41
• 3.1 仿真软件介绍25-27
• 3.1.1 ADVISOR 软件25-26
• 3.1.2 PSAT 软件26
• 3.1.3 CRUISE 软件26-27
• 3.2 重型混合动力汽车系统建模27-40
• 3.2.1 整车动力学模型27-29
• 3.2.2 发动机模型29-31
• 3.2.3 电机模型31-33
• 3.2.4 电池组模型33-34
• 3.2.5 离合器模型34-35
• 3.2.6 变速箱模型35-36
• 3.2.7 驾驶员模型36
• 3.2.8 制动器模型36-38
• 3.2.9 车轮模型38
• 3.2.10 建立数据线连接38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第4章 重型混合动力汽车控制策略研究41-53
• 4.1 混合动力汽车控制策略分类41-43
• 4.1.1 逻辑门限控制策略41-42
• 4.1.2 瞬态优化控制策略42
• 4.1.3 模糊逻辑控制策略42-43
• 4.1.4 全局最优控制策略43
• 4.2 重型混合动力汽车控制策略研究43-51
• 4.2.1 需求转矩识别45-46
• 4.2.2 工作模式的确定与转矩分配46-51
• 4.3 本章小结51-53
• 第5章 重型混合动力汽车仿真分析53-61
• 5.1 仿真计算任务设定53-56
• 5.2 重型混合动力汽车仿真分析56-59
• 5.3 本章小结59-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 论文总结61
• 6.2 论文展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间的研究成果68

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