PHEV混合动力汽车动力系统匹配

【摘要】：本论文对充电式混合动力轿车动力系统的参数匹配展开工作,经过一些列的步骤确定动力系统参数来达到要求的动力性和经济性目标。本课题属于一汽技术中心与吉林大学混合动力课题组的纯电动轿车开发与插电式混合动力汽车技术的预研工作,同时也是项目工作成果的重要一部分。 本文首先通过对混合动力汽车进行分类并对各混合动力汽车优劣性进行了对比,提出了插电式混合动力汽车才是未来能够实现节能减排目标的最终选择,它既能够解决传统混合动力汽车依然大量消耗资源的问题,也解决了纯电动汽车续驶里程不足等问题,被普遍认为是向清洁能源汽车过度的极佳方案。 在确定了整车动力系统方案之后,对动力系统的各个部件进行了选型。根据整车的基本参数和整车性能指标,对电机的额定功率进行了精确的计算。随后建立了基于Matlab/Simulink的AVL Cruise仿真平台上的仿真模型,在随后的仿真过程中,主要注意电机、发动机、动力电池等各属性参数的输入以及各个仿真项目的设置问题,从而可以提高仿真精度。为了使本模型能更靠近于实际行车工况并对要求的各动力性进行验证,将仿真工况分为加速、驱动、减速制动、纯电动、爬坡等不同的工况,随后提出了合理的整车动力系统控制策略。 通过模型的仿真结果可以看出,整车的经济性和动力性能指标全部满足要求,而且电池组、电机和发动机的工作状态都保持良好,在不破坏整车动力性能的基础上,基本能保持在最佳工作效率区域。各个动力系统部件的工作井然有序,能够合理的分配功率并实现电机和发动机的起停,使电池的电量含有率始终持续在可控制的范围。电池容量根据最大电动续驶里程要求来确定。最后得出结论,对整个PHEV混合动力汽车的未来进行预测和展望。 本文所研究的内容有一定的连续性和系统性,在后续的实车实验中,完全的验证了本论文的计算和建模仿真方式是有效的,对未来充电式混合动力汽车动力系统的开发有积极的意义。 【关键词】：PHEV 混合动力 动力系统 Cruise 仿真建模
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 电动汽车概述10-12
• 1.2 国内外发展现状12-18
• 1.2.1 国外研究现状12-15
• 1.2.2 国内研究现状15-17
• 1.2.3 对比分析17-18
• 1.3 PHEV动力系统匹配的难点18-19
• 1.4 本文的主要内容19-22
• 1.4.1 课题来源和意义19
• 1.4.2 本文主要内容19-22
• 第2章 电动汽车的分类和PHEV介绍22-32
• 2.1 电动汽车的分类22-27
• 2.1.1 按照能量流和功率流分类22-25
• 2.1.2 按照运行模式分类25
• 2.1.3 按照搭配比例分类25-27
• 2.2 插电式混合动力汽车的介绍27-28
• 2.3 PHEV动力系统参数匹配的研究的现状和意义28-29
• 2.3.1 PHEV动力总成参数设计的问题28
• 2.3.2 PHEV动力系统参数匹配的意义28-29
• 2.4 电机和电池的选择29-31
• 2.4.1 电机的选择29-31
• 2.4.2 电池的选择31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 电机参数确定和Cruise平台仿真32-46
• 3.1 基础参数和整车性能指标32-35
• 3.1.1 基础车型性能参数表33-34
• 3.1.2 Plug-in特征的纯电动技术经济指标34-35
• 3.2 电机参数设计35-38
• 3.2.1 电机额定功率的估算36-38
• 3.2.2 电机转速和扭矩参数设计38
• 3.3 Cruise平台整车建模38-44
• 3.3.1 整车模型与控制策略39-40
• 3.3.2 控制策略原理示意图40-41
• 3.3.3 表现控制策略特征的关键总成数据曲线41-42
• 3.3.4 再生制动控制42-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 整车动力性能验证与电池参数设计46-50
• 4.1 整车动力性能验证46
• 4.2 电池参数设计46-47
• 4.2.1 根据最大续驶里程要求确定电池容量46-47
• 4.2.2 根据最大额定或峰值功率要求确定电池容量47
• 4.2.3 确定电池容量47
• 4.3 验证纯电动续驶里程要求47-48
• 4.3.1 能量型电池,容量为44Ah47-48
• 4.3.2 功率型电池,容量为23Ah48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 经济性计算及发动机匹配50-68
• 5.1 纯电动行驶续驶里程和经济性计算50-52
• 5.1.1 ECE循环工况50
• 5.1.2 长春循环工况50-51
• 5.1.3 北京循环工况51-52
• 5.2 发电机组匹配设计52-53
• 5.3 发动机-发电机组单独驱动的动力性和经济性计算53-56
• 5.3.1 计算方法54
• 5.3.2 整车模型和控制策略54-56
• 5.3.3 计算结果56
• 5.4 Plug-in HEV的能量使用和使用成本分析56-65
• 5.4.1 家庭汽车日行驶里程规律56-57
• 5.4.2 能量使用分析57-62
• 5.4.3 使用成本分析62-63
• 5.4.4 对比分析63-65
• 5.5 本章小结65-68
• 第6章 全文总结68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74

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