混合动力电动汽车运行状态切换过程动态控制研究

【摘要】：在现代社会能源与环境危机的大背景下，混合动力电动汽车应景而生，成为汽车行业研究的热点。混合动力电动汽车含有内燃机和蓄电池-电机两种车载动力源，两动力源间能量分配方式的不同产生纯电动驱动模式、发动机参与的驱动模式、再生制动模式、混合制动模式等多种运行模式。整车控制器根据能量管理策略确定车辆在不同行驶工况下的最佳运行模式，实现节能减排的目的。这一过程可能造成发动机与电机输出转矩的突变，由于发动机与电机的动态响应特性不同，发动机不能立即响应目标转矩的变化，而电机响应速度快。车辆运行状态发生变化时，如果单独按照各自的目标转矩进行控制来响应总的转矩需求，可能导致运行模式切换过程中的整车动力不足及震荡现象，影响车辆动力性及驾驶舒适性。由于电机与机械制动系统性能较稳定，只要合理控制电机变化率，避免电机突增负载造成的震荡，就能保证模式切换过程的平稳性。本文主要研究驱动模式切换过程中发动机与电机输出转矩的动态协调控制，保证该过程动力传递的平顺性。 研究过程中将混合动力系统驱动模式切换过程分为三类：发动机切入驱动系的过程(纯电动驱动模式向发动机参与的驱动模式的切换)、发动机退出驱动状态的过程(发动机参与的驱动模式向纯电动驱动模式的切换)和电动机提供动力补偿过程。切换过程中，利用电机响应快速的特点，对模式切换过程中发动机响应滞后造成的动力不足进行动态补偿，称为动力系统动态转矩协调控制。另外，并联混合动力系统在由纯电动驱动模式切换至有发动机参与的驱动模式的过程中存在发动机的调速控制问题。基于整个模式切换过程中速度调节的快速平稳性，本文提出可选择自适应模糊——PID控制算法用于发动机调速控制。 最后，在MATLAB/SIMUlink平台上建立混合动力系统仿真模型，分别对上述三类模式切换过程中转矩的动态控制进行仿真验证。结果表明动态转矩协调控制算法能够保证状态切换过程中变速器输入端动力需求，满足切换过程动力传递的平稳性要求。 【关键词】：混合动力电动汽车 驱动模式切换 转矩波动 转矩动态协调控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 混合动力电动汽车概述10-13
• 1.1.1 产生及发展10-11
• 1.1.2 结构及控制问题11-13
• 1.2 混合动力电动汽车整车能量管理策略13-17
• 1.2.1 串联式混合动力系统控制策略14-15
• 1.2.2 并联式混合动力系统控制策略15-17
• 1.3 并联混合动力系统动态协调控制问题17-19
• 1.3.1 动态转矩协调控制问题的产生18
• 1.3.2 动态转矩协调控制问题研究现状18-19
• 1.4 本文主要研究内容19-21
• 第2章 混合动力系统动力源建模21-33
• 2.1 发动机模型21-27
• 2.1.1 发动机建模方法21-22
• 2.1.2 发动机动态模型22-27
• 2.2 感应电机模型27-32
• 2.2.1 电动汽车用电机性能比较27-28
• 2.2.2 感应电机动态模型28-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第3章 混合动力系统动态协调控制33-46
• 3.1 混合动力系统运行模式33-34
• 3.2 并联混合动力系统运行模式分析34-38
• 3.2.1 运行模式分类34-37
• 3.2.2 运行模式切换分析37-38
• 3.3 整车能量协调控制策略38-41
• 3.3.1 混合动力系统稳态转矩分配38-41
• 3.4 动态转矩协调控制策略41-43
• 3.5 发动机在线转矩估计43-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 并联混合动力系统动态控制仿真分析46-63
• 4.1 发动机调速问题46
• 4.2 发动机调速控制器的设计46-54
• 4.2.1 PID 控制器设计46-47
• 4.2.2 模糊——PID 控制器设计47-48
• 4.2.3 可选择自适应模糊——PID 控制器设计48-52
• 4.2.4 发动机调速仿真模型的建立及仿真验证52-54
• 4.3 混合动力系统驱动模式切换过程仿真分析54-61
• 4.3.1 动态转矩协调控制仿真模型的建立54-55
• 4.3.2 动态转矩协调控制策略的仿真分析55-61
• 4.4 本章小结61-63
• 结论63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果69-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

并联混合动力汽车发动机调速控制及试验研究    严运兵;颜伏伍;杜常清;

发动机输出转矩的改进BP神经网络估计    吴晓刚;王旭东;余腾伟;

并联混合动力汽车模糊逻辑控制策略的建模和仿真    沈明星;杨农林;

国内外混合动力电动汽车开发动态及发展趋势    王军,申金升

混合动力电动汽车的发展    麻友良,陈全世

基于转矩分配的并联式混合动力电动轿车能量管理策略研究    黄妙华;陈飚;陈胜金;

并联式混合动力汽车控制算法的实时仿真研究    童毅,欧阳明高,张俊智

轻度混合动力AMT系统换挡品质控制    叶明;秦大同;刘振军;

并联式混合动力客车瞬时优化控制策略研究    宋光辉;

混合动力汽车发动机转速控制策略研究    艾维全;冯启山;殷承良;

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

并联混合动力电动汽车的动态控制研究    严运兵

车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究    杜常清

并联混合动力电动大客车多能源动力总成控制系统研究    孟亚鹏

并联混合动力汽车模式切换中的协调控制问题研究    冀尔聪

并联混合动力汽车系统建模与转矩动态控制的仿真研究    孙文凯

混合动力汽车控制策略研究    祝超群

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真    刘灵芝;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

燃料电池城市客车动力系统的参数匹配研究    张炳力;朱可;江昊;代康伟;

轮式电动车辆测试系统平台研究    丁建新;樊江滨;陈潇;刘金婧;

电动车辆整体式驱动系统设计    秦建军,蔚蕊,王跃进

并联混合动力汽车动力系统参数设计及仿真    张林;杜子学;文孝霞;栾彦龙;周均;

WG6120HD混合动力电动汽车蓄电池管理子系统的研究    杨慧萍;张亮;

并联式混和动力汽车转矩管理策略的设计与仿真    孙文凯;严运兵;

微型混合动力车的研究概况及趋势    刘嘉;李理光;吴志军;邓俊;

基于前驱动桥的电动汽车耦合振动研究    薛玉春;薛震;张义民;

混合动力电动汽车的发展与研究    王海良;

Powertrain Control Strategies for Hybrid Electric Vehicles    

电动汽车研究与发展现状    何玉鑫;

电动汽车研究与发展现状    何玉鑫;

电动汽车动力系统关键技术发展状况    何海波;郑燕萍;

节能减排 大力发展混合动力电动汽车    张冰战;赵韩;江昊;

汽车新型动力技术现状及展望    张彦辉;

环保节能汽车技术及其发展    陈全世;

电动汽车的电效率优化问题    牛晨;陈旸;郭鹏义;杨耕;

金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究    杨新桦

电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究    田毅

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

半挂汽车列车动态特性分析与鲁棒控制    常胜

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究    张冰战

混合动力电动代步车关键技术的研究    李正明

质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究    李奇

金属带式无级变速器控制系统与控制策略研究    杨新桦

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

纯电动车电池组管理系统的研究    庄益诗

并联混合动力汽车动力系统模糊优化控制策略的研究    卢显凎

混合动力汽车电机驱动控制的研究    尤磊

BSG混合动力汽车同步电机磁场定向控制系统的研究    贾成禹

基于矢量控制的纯电动汽车永磁同步电机驱动系统研究    王迪

混合动力电动汽车再生制动控制策略研究    张宇

混合动力公交客车驱动系统仿真研究    倪定洲

基于ADVISOR的多能量源HEV仿真软件二次开发及应用研究    李宁

双轮直驱电动汽车电子差速控制的研究    王哲

混合电动汽车的技术现状    杨为琛,孙逢春

混合动力电动大客车的技术现状    余晓江,何洪文,孙逢春

基于MATLAB/STATEFLOW的AMT控制策略仿真系统    文凌波,王玉海,李兴坤,薛春宇

国外电动汽车发展现状及对我国电动汽车发展的启示    李佩珩,易翔翔,侯福深

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

发动机断油控制对AMT换挡品质的影响    何忠波,席军强,陈慧岩,刘耿,陶刚

交流电机数学模型的研究    李含善，李志民

增压柴油机的数学模拟及进排气正时的优化计算    张志兴;刘炽棠;李渤仲;

混合动力电动汽车动力系统选型策略分析    王冬,田光宇,陈全世

混合动力汽车的发展现状及其关键技术    张卫青;

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

新型车用功率分流式自动变速器的研究    魏英俊

并联混合动力电动汽车的动态控制研究    严运兵

点燃式发动机建模与空燃比控制策略的研究    郭春梅

混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化    邵海岳

并联混合动力汽车传动系统建模及控制策略研究    于俊伟

CVT混合动力汽车的设计与控制策略仿真研究    张健

中国首辆ISG混合动力城市公交车亮相南博会    玉林;

丰田新一代混合动力车Prius——新型混合动力系统“THS Ⅱ”    杨妙梁

技术性奢侈品 Lexus LS 600h L    Alain LIU;

年轻就是生产力 LEXUS GS450H    

英国汽车工业之旅(一)——混合动力系统中的能量流精准分析与可视化    朱海霞;

“移花接木”可行吗? 与浙江大学王庆丰教授谈工程机械混合动力技术    张振兴;

新加坡首批运用伊顿混合动力技术的城市公交车投入使用    

液驱及电动混合动力在挖掘机的运用(上)    姜继海;

道奇混合动力多用途运动车    王刚;

创新型双模完全混合动力系统:欧宝Astra    4WD;

并联混合动力轻型客车控制策略改进设计    何海波;郑燕萍;蒋元广;

基于轴间转矩分配的四轮驱动汽车TCS研究    王银;胡建军;丁华;

基于轴间转矩分配的四轮驱动汽车TCS研究    王银;胡建军;丁华;

含熟练度参数的开关服务系统    林木;唐云;

基于轴间转矩分配的四轮驱动汽车TCS研究    王银;胡建军;丁华;

基于轴间转矩分配的四轮驱动汽车TCS研究    王银;胡建军;丁华;

LXI总线技术在液驱混合动力飞机牵引车测试中的应用    赵立军;杨君国;姜继海;

变频器主从控制方式在粗轧机电动压下中的应用    陈飞;穆慧灵;朱玲;

混合动力系统在液压挖掘机上的应用研究    肖清;王庆丰;林添良;胡宝赞;龚文;

插电式混合动力微型汽车的研发    马鸿军;袁洪川;

宝马助阵通用、戴-克混合动力联盟挑战丰田    本报记者 黄瀚

国内为何难搞“技术联合”    南辰

长安汽车推出首款量产混合动力轿车    本报记者 王屹

日本工程机械车辆开始引进混合动力系统    叶佳

2010年奇瑞半数汽车实现混合动力    朱宇

比亚迪国内首创混合动力双模车 明年量产上市    卫金桥

全球领先混合动力福田欧V客车投入运营    李淑英

汽车跨国公司致力于混合动力战略    董小荣

法兰克福预言混合动力风暴    本报记者 陈晓鹏

伊顿试水混合动力商业化    本报记者 吴凡

装载机并联液压混合动力系统设计与控制策略研究    石荣玲

单模复合动力分流混合动力系统开发及热平衡技术研究    韩兵

双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究    王加雪

应用超级电容的工程机械混合动力系统仿真研究    徐立

双涡轮液力变矩器转矩分配特性研究    才委

MCFC-GT混合动力系统非线性特征及其协调控制研究    陈启梅

车用质子交换膜燃料电池及其混合动力系统性能研究    王金龙

液压挖掘机混合动力系统的控制策略与参数匹配研究    肖清

混合动力挖掘机动力总成及参数匹配方法研究    王冬云

混合动力汽车驱动的电功率管理研究    胡庆波

混合动力电动汽车运行状态切换过程动态控制研究    牛艳霞

一种典型混合动力系统控制策略分析    王帅宇

串联式混合动力电动汽车经济性研究    赵世科

利用超级电容的起重机械新型混合动力系统研究    罗列英

应用超级电容的轮胎式集装箱起重机节能特性研究    常晓清

SH750混合动力轿车整车控制策略研究    杨华

混合动力技术在轮胎式起重机上的应用研究    周思亮

混合动力汽车控制策略的研究    龚君

混合动力起重机能量控制系统的研究与设计    曾光

混合动力大客车换挡决策研究    周国清