并联混合动力汽车能量管理与D2P实时仿真研究

【摘要】：汽车工业是国民经济的支柱产业。汽车的发展为人类带来了舒适与繁荣,但是与此同时,也排放着大量的有害气体,污染着人们的生存环境,消耗着宝贵的石油资源。如何在发展汽车工业的同时解决其带来的能源和环境问题,是车辆领域乃至全社会迫切需要解决的重大科技问题。因此,发展新能源汽车成为了汽车生产企业的必然选择。在现有的三种新能源汽车的技术路线中,混合动力汽车技术最为成熟,综合性能最好,得到了汽车生产商的青睐。 本文以并联混合动力汽车为研究对象,完成的主要工作如下： (1)论述了并联混合动力汽车的结构,分析不同工作模式下的能量流动,进行了动力总成的参数匹配,通过后向仿真验证了匹配的正确性； (2)设计了基于发动机最优工作曲线的逻辑门限能量管理策略,进而基于等效燃油消耗最少算法提出了一种实时优化能量管理策略； (3)建立了并联混合动力汽车Simulink系统前向仿真模型,该模型主要由发动机、电机、电池组、传动系统、车辆行驶动力学等分部件模型组成；对PHEV和丰田PRIUS在US06、ARB02、HWFET三个工况下进行了综合油耗对比分析,本文所设计的能量管理策略具有良好的节油效果,而优化也获得了明显的实效。 (4)基于D2P快速原型开发系统,构建了驾驶员+控制器在环实时仿真平台,通过实时仿真对所提出的能量管理策略进行验证和评价,结果表明提出的能量管理策略方法正确,具有良好的实时性。 【关键词】：并联混合动力 能量管理策略 D2P 仿真
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究的背景11
• 1.2 混合动力汽车关键技术11-12
• 1.3 PHEV能量管理策略研究现状12-19
• 1.3.1 逻辑门限能量管理策略13-14
• 1.3.2 全局优化能量管理策略14-16
• 1.3.3 实时优化能量管理策略16-18
• 1.3.4 基于智能控制的能量管理策略18-19
• 1.4 本文的主要研究内容和意义19-21
• 1.4.1 本文的主要研究内容19-20
• 1.4.2 本文的研究意义20-21
• 第2章 并联混合动力系统结构与匹配21-35
• 2.1 并联混合动力汽车结构21-23
• 2.2 并联混合动力汽车参数匹配23-33
• 2.2.1 整车动力系统功率的确定24-26
• 2.2.2 发动机参数的确定26-27
• 2.2.3 电机参数的确定27-28
• 2.2.4 电池组参数的确定28-30
• 2.2.5 传动系统传动比的确定30-32
• 2.2.6 驱动附着性验算32-33
• 2.3 整车动力性验证33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 PHEV能量管理策略研究35-47
• 3.1 基于逻辑门限的能量管理策略研究35-42
• 3.1.1 PHEV工作模式分析35-36
• 3.1.2 整车需求转矩的计算36-37
• 3.1.3 发动机最优工作曲线能量管理策略37-42
• 3.2 基于ECMS方法的能量管理策略研究42-46
• 3.2.1 数学模型的建立43-45
• 3.2.2 等效因子选取方法研究45
• 3.2.3 罚函数的修正45-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第4章 Simulink系统建模与仿真47-69
• 4.1 仿真模型的建立47-59
• 4.1.1 驾驶员模型47-49
• 4.1.2 能量管理策略模型49-50
• 4.1.3 动力源模型50-56
• 4.1.4 传动系统模型56-57
• 4.1.5 动力学模型57-59
• 4.1.6 整车仿真模型建立59
• 4.2 仿真工况介绍59-61
• 4.3 仿真结果分析61-68
• 4.3.1 逻辑门限能量管理策略仿真结果分析61-63
• 4.3.2 优化后的能量管理策略仿真结果分析63-65
• 4.3.3 综合油耗对比分析65-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 D2P实时仿真69-79
• 5.1 引言69
• 5.2 D2P实时仿真系统相关理论69-71
• 5.3 D2P实时仿真系统实现71-76
• 5.3.1 硬件部分的实现72-73
• 5.3.2 软件部分的实现73-76
• 5.4 D2P实时仿真结果76-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第6章 结论与展望79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 主要创新点79-80
• 6.3 展望80-81
• 参考文献81-86
• 致谢86-87
• 攻读学位期间发表论文、发明专利及参与的科研活动87

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