并联混合动力汽车系统建模与转矩动态控制的仿真研究

【摘要】： 日益严峻的能源危机和环境危机促进了电动汽车产业再次繁荣。对并联混合动力汽车的研究开发,有力地促进电动汽车产业的发展。 本文首先介绍了电动汽车的特点及共性关键技术,介绍了并联混合动力汽车的特点及其分类。指出建模仿真技术在包括并联混合动力汽车在内的电动汽车研发工作中的重要性,阐述整车控制策略是影响该类汽车性能的关键因素。确定论文研究的对象是并联混合动力汽车系统建模与并联混合动力系统工作模式切换时的转矩动态控制的仿真研究。 基于MATLAB/Simulink软件平台,以描述法与查表法相结合,完成了某型并联混合动力汽车动力系统和传动系统中发动机、电动机和变速器等主要部件仿真模型的建立,确定了整车多能源动力总成控制系统的结构,为设计及验证整车控制策略提供了仿真环境。 基于稳态逻辑门限的控制方法,以保证汽油机高效率运行为目的,对并联混合动力系统中的发动机、电动机目标转矩进行了预分配。通过分析并联混合动力系统的工作模式及发动机、电动机的工作特性,指出在混合动力系统模式切换时对系统输出转矩进行动态控制的必要性,设计了以混合动力系统转矩预分配策略为基础,以转矩动态控制策略为核心的并联混合动力系统整车控制策略,完成了整车多能源控制系统的设计,建立了整车仿真模型。 在新欧洲驾驶循环工况下,通过运行不含转矩动态控制策略的整车模型,证明了所建仿真模型的正确有效性。通过并联混合动力系统工作模式切换的5种定工况仿真以及加速、减速制动2种全工况仿真,通过对比分析模式切换时有无转矩动态控制的相关仿真结果,证明了转矩动态控制策略在并联混合动力系统工作模式切换过程中,能够较好地利用电动机响应迅速的优点来弥补发动机响应滞后的缺点,从而保证并联混合动力系统的输出转矩满足驾驶员转矩的需求,保证了汽车的动力性,同时也能保证传动系统动力传递的平稳。 【关键词】：并联混合动力汽车 建模 控制策略 转矩动态控制 仿真
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 电动汽车共性关键技术7-8
• 1.2 混合动力汽车特点及分类8
• 1.3 并联混合动力汽车特点及分类8-10
• 1.4 并联混合动力汽车建模及仿真技术10-11
• 1.5 并联混合动力汽车控制策略11-12
• 1.6 本文的研究内容及研究方法12-13
• 1.7 本文的结构13-14
• 第二章 并联混合动力汽车系统建模14-33
• 2.1 并联混合动力汽车仿真方法14
• 2.2 并联混合动力汽车结构及主要部件技术参数14-15
• 2.3 并联混合动力系统仿真模型的建立15-21
• 2.4 传动系统特性分析及仿真模型的建立21-27
• 2.5 车辆动力学特性分析及仿真模型的建立27-29
• 2.6 多能源动力总成控制系统29-31
• 2.7 本章小结31-33
• 第三章 并联混合动力系统转矩预分配策略33-44
• 3.1 并联混合动力汽车能量管理策略的分类33-36
• 3.2 并联混合动力汽车总需求转矩的确定36-37
• 3.3 发动机和电动机转矩预分配策略37-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 并联混合动力系统转矩动态控制策略44-58
• 4.1 并联混合动力系统工作模式分析44-45
• 4.2 汽油机和电动机转矩输出特性分析45-51
• 4.3 转矩动态控制策略51-53
• 4.4 转矩动态控制策略仿真模型的建立53-54
• 4.5 转矩动态控制策略的流程54-55
• 4.6 并联混合动力汽车整车仿真模型的建立55-56
• 4.7 本章小结56-58
• 第五章 并联混合动力系统转矩动态控制的仿真分析58-75
• 5.1 NEDC 工况仿真58-61
• 5.2 定工况仿真61-68
• 5.3 全工况仿真68-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 论文展望76-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 附录 硕士学习阶段发表及录用的学术论文81-82
• 详细摘要82-86

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