双离合器ISG混合动力电动汽车控制策略的仿真研究

【摘要】：空气污染和能源危机是目前世界面临的两大严峻挑战。因此,如何降低汽车的能源消耗和环境污染就成了汽车工业发展的热点问题。混合动力电动汽车结合了传统内燃机汽车良好的动力性、续驶里程和纯电动汽车低排放的优点,是当前最具可行性的节能环保型汽车。控制策略是整车控制系统开发中的重要内容,其优劣性能直接影响着整车的动力性、经济性、可靠性及其他性能。因此混合动力电动汽车的控制策略研究对混合动力电动汽车产业发展具有重要的实际意义。 本文对双离合ISG混合动力电动汽车的结构和工作要求进行分析,在MATLAB/Simulink环境下搭建双离合ISG混合动力电动汽车的前向仿真模型；基于逻辑门限值控制思想建立动态、静态相结合逻辑门限控制策略；在MATLAB/Simulink环境下,根据搭建的整车模型,分别选取控制策略中两组不同的权值参数进行离线仿真测试；运用现代控制系统的开发方法,搭建整车控制器硬件在环试验平台并进行了基于dSPACE的整车控制器硬件在回路仿真实验。 仿真结果表明,整车在两种权值下均能满足动力性要求,动力电池SOC保持在合理水平,燃油经济性和排放性能相对传统汽车均有较大改善；该车在经济权值下表现出相对更佳的燃油经济性,在排放权值下表现出相对较好的排放性能。硬件在回路仿真实验表明,整车控制器能够准确反映驾驶员意图,工作模式之间切换合理,整个混合动力系统工作在高效率工况,符合控制策略的设计思想,进一步验证了控制策略的合理性和正确性。 【关键词】：ISG 混合动力汽车 控制策略 前向仿真 硬件在环仿真
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 混合动力电动汽车(HEV)概述13-15
• 1.1.1 混合动力电动汽车开发背景及现实意义13
• 1.1.2 混合动力电动汽车分类13-15
• 1.2 ISG混合动力电动汽车特点、工作模式及国内外开发动态15-18
• 1.2.1 ISG电机功能15-16
• 1.2.2 ISG混合动力电动汽车特点及主要工作模式16-17
• 1.2.3 ISG混合动力电动汽车国内外开发现状17-18
• 1.3 ISG混合动力汽车控制策略的现状18-19
• 1.3.1 逻辑门限控制策略18-19
• 1.3.2 瞬时最优控制策略19
• 1.3.3 全局最优控制策略19
• 1.3.4 智能控制策略19
• 1.4 硬件在环(HIL,Hardware-in-the-Loop)仿真技术19-20
• 1.5 课题主要研究内容20-22
• 第二章 双离合ISG混合动力电动汽车整车建模22-37
• 2.1 离合ISG混合动力系统结构布局22
• 2.2 混合动力电动汽车仿真建模方法22-25
• 2.2.1 后向仿真23-24
• 2.2.2 前向仿真24
• 2.2.3 前后向仿真比较24-25
• 2.3 驾驶员模型25
• 2.4 整车控制器模型25-26
• 2.5 混合动力系统建模26-34
• 2.5.1 发动机模型26-28
• 2.5.2 ISG电机模型28-29
• 2.5.3 动力电池模型29-30
• 2.5.4 传动系统模型30-34
• 2.6 车辆动力学模型34-35
• 2.7 整车前向式仿真模型35-36
• 2.8 本章小结36-37
• 第三章 双离合ISG混合动力电动汽车控制策略研究37-48
• 3.1 双离合ISG混合动力电动汽车整车控制思想37-38
• 3.1.1 控制策略设计原则37
• 3.1.2 控制思想设计37-38
• 3.2 整车控制策略设计38-47
• 3.2.1 整车需求转矩的确定38
• 3.2.2 整车工作模式的划分38-40
• 3.2.3 整车工作模式的切换40-43
• 3.2.4 不同工作模式下转矩的动态分配43-44
• 3.2.5 最佳工作点的确定44-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第四章 双离合ISG混合动力电动汽车整车仿真分析48-55
• 4.1 仿真任务建立及工况介绍48-49
• 4.1.1 仿真任务的建立48
• 4.1.2 仿真工况的确定48-49
• 4.2 双离合ISG合动力电动汽车动力传动系统部件参数49-50
• 4.3 整车仿真与结果分析50-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 整车控制器硬件在环仿真研究55-64
• 5.1 基于模型的V型电控系统开发模式55-56
• 5.2 硬件在环试验平台的搭建56-62
• 5.2.1 硬件在环仿真系统的构成56-58
• 5.2.2 HCU硬件介绍58-59
• 5.2.3 HCU软件设计59-61
• 5.2.4 硬件在环仿真模型的搭建61-62
• 5.3 硬件在环仿真结果的分析62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 全文结论及展望64-66
• 6.1 全文总结和创新点64-65
• 6.1.1 全文总结64-65
• 6.1.2 全文创新点65
• 6.2 工作展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文70

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