轻度混合动力汽车再生制动系统建模与仿真

【摘要】：混合动力汽车(HEV)是一种结合了传统内燃机汽车优良的动力性、续驶里程和纯电动汽车低排放、高效率的新型汽车;是现在和不远的将来最具有可行性的低排放、低油耗特点的新一代清洁汽车。 再生制动(能量回馈制动)对混合动力汽车的燃油经济性、排放性和行驶安全性都有直接影响,是混合动力汽车的关键技术之一,它能在车辆减速或制动过程中,在保证车辆制动性能的条件下,将车辆动能或位能通过带动电机发电,转化为电能储存在电池中,实现能量回收,同时产生车辆所需全部或部分制动力。既实现了车辆的减速和制动,又有效地降低了整车的燃油消耗和污染物排放。 本文以ISG 型轻度混合动力长安羚羊轿车为研究对象,对混合动力汽车再生制动系统做了深入的理论分析研究、系统功能仿真和试验模拟,取得了如下成果: 1.基于混合动力汽车制动过程的动力学分析,参照传统燃油汽车制动过程中的制动力分配方法,提出了两种基于整车安全制动和高效能量回收的混合动力汽车制动力分配策略和控制方法。 2.通过对ISG 型轻度混合动力汽车再生制动系统组成和工作特点的分析,提出了基于能量传递的以后向仿真为主前向仿真为辅的再生制动系统建模方法,并在子系统理论建模和数值建模基础上,建立了混合动力汽车整车和再生制动系统仿真模型。 3.根据混合动力汽车再生制动系统的工作特点,提出了专门用于评价混合动力汽车能量回收效果的性能指标-有效能量回收率。并选择不同车速和制动强度下的典型制动工况和城市驱动工况作为仿真工况。 4.通过不同典型制动工况和城市驱动循环下的仿真和汽车制动效能及能量回收率的分析,表明采用本文提出的定比例制动力分配控制策略在保证整车制动安全性的基础上能高效回收整车制动能量,有效能量回收率达到了10%～25%。 5.根据ISG 型混合动力实验台和混合动力汽再生制动系统模型,在dSPACE环境下通过MATLAB/Simulink /RTW、dSPACE/RTI、ControlDesk 软件及被控实物之间的无缝连接,搭建了再生制动系统硬件在环仿真平台。 6.在所搭建的混合动力再生制动硬件在环仿真试验平台上,进行了不同车速、制动强度和变速箱档位以及离合器状态下的仿真试验。仿真结果表明,采用本文提出的制动力分配控制策略实现了混合动力系统实验台的再生制动功能,在保证制动安全性的基础上实现了制动能量的有效回收。 【关键词】：混合动力汽车 再生制动 控制策略 建模与仿真 硬件在环
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 混合动力汽车概述12-16
• 1.1.1 混合动力汽车的研究背景及现实意义12-14
• 1.1.2 混合动力汽车的分类14-16
• 1.2 混合动力汽车再生制动系统的研究背景和现状16-20
• 1.2.1 再生制动系统的研究背景16-18
• 1.2.2 国外研究现状18-19
• 1.2.3 国内研究现状19-20
• 1.3 本课题的研究意义和主要内容20-24
• 1.3.1 本课题的来源和研究意义20-21
• 1.3.2 本课题研究的主要内容21-24
• 2 轻度混合动力汽车再生制动控制策略研究24-42
• 2.1 汽车制动过程的动力学分析24-31
• 2.1.1 汽车行驶的动力学基础24-26
• 2.1.2 汽车制动过程的动力学分析26-27
• 2.1.3 传统汽车制动过程的制动力分配27-30
• 2.1.4 混合动力汽车制动过程的制动力分配30-31
• 2.2 基于安全制动和高效能量回收的制动力分配策略31-37
• 2.2.1 基于最大化能量回收的制动力分配控制策略31-34
• 2.2.2 定比例制动力分配的能量回收控制策略34-37
• 2.3 混合动力汽车制动过程的分析37-40
• 2.3.1 混合动力汽车与传统汽车制动过程的比较分析37-38
• 2.3.2 混合动力汽车在不同制动强度下制动的安全性分析38-39
• 2.3.3 混合动力汽车的制动工作模式以及转换的条件分析39-40
• 2.4 本章小结40-42
• 3 轻度混合动力汽车再生制动系统的理论建模42-60
• 3.1 混合动力汽车再生制动系统的工作机理和建模基础42-44
• 3.1.1 混合动力汽车的组成原理分析42-43
• 3.1.2 混合动力汽车再生制动系统的工作机理分析43-44
• 3.1.3 混合动力汽车再生制动系统的建模基础44
• 3.2 混合动力汽车动力传动系统建模44-51
• 3.2.1 整车参数计算模块的建模45-46
• 3.2.2 车轮的建模46-48
• 3.2.3 主减速的建模48-49
• 3.2.4 变速箱的建模49-51
• 3.3 混合动力汽车再生制动系统发动机、电机和电池的建模51-56
• 3.3.1 混合动力汽车发动机的建模51-52
• 3.3.2 混合动力汽车蓄电池组的建模52-56
• 3.3.3 混合动力汽车的电机的建模56
• 3.4 混合动力汽车再生制动系统的制动控制模块的建模56-58
• 3.5 本章小结58-60
• 4 轻度混合动力汽车再生制动系统的仿真与分析60-76
• 4.1 混合动力汽车再生制动仿真工况的选择60-64
• 4.1.1 混合动力汽车再生制动系统仿真工况的选择60-62
• 4.1.2 混合动力汽车再生制动系统仿真评价指标的设定和选择62-64
• 4.2 混合动力汽车再生制动系统在典型制动工况下的仿真和分析64-70
• 4.2.1 30km/h 初始制动车速下的仿真和分析65-66
• 4.2.2 60km/h 初始制动车速下的仿真和分析66-68
• 4.2.3 100km/h 初始制动车速下的仿真和分析68-69
• 4.2.4 120km/h 初始制动车速下的仿真和分析69-70
• 4.3 混合动力汽车再生制动系统在典型城市驱动循环下的仿真70-75
• 4.3.1 混合动力汽车在ECE+EUDC 驱动工况下的仿真结果分析71-74
• 4.3.2 其他驱动循环下的能量回收率比较74-75
• 4.4 本章小结75-76
• 5 基于dSPACE 的再生制动系统硬件在环仿真76-92
• 5.1 基于dSPACE 的硬件在环仿真(HILS)76-77
• 5.1.1 dSPACE 简介76
• 5.1.2 基于dSPACE 的硬件在环仿真的实现原理76-77
• 5.2 再生制动硬件在环仿真系统的搭建77-84
• 5.2.1 再生制动硬件在环仿真的被控实物的搭建及工作原理77-80
• 5.2.2 再生制动硬件在环仿真控制系统的搭建80-83
• 5.2.3 再生制动硬件在环试验监控调试系统的搭建83-84
• 5.3 再生制动硬件在环仿真试验和分析84-91
• 5.3.1 再生制动硬件在环仿真工况的选择和评价指标的设定84-85
• 5.3.2 再生制动硬件在环仿真试验85-89
• 5.3.3 再生制动系统硬件在环仿真影响因素的分析89-91
• 5.4 本章小结91-92
• 6 结论与展望92-96
• 6.1 结论92-93
• 6.2 今后的研究与展望93-96
• 致谢96-98
• 参考文献98-102
• 附录A: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录102-104
• 附录B: 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目104-106
• 独创性声明106
• 学位论文版权使用授权书106

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

并联式混合动力再生制动系统控制策略研究    李鹏;周云山;王楠;

基于燃料消耗量模拟计算的客车动力系统选型    王宏;游国平;郭宽友;

再生制动中牵引/制动能量与燃油消耗的研究    项党;

并联混合动力汽车再生制动研究    安敏;郭京波;张银彩;乔丰立;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

基于机械自动变速的轻度混合动力传动系统综合控制研究    叶明

考虑再生制动的混合动力轿车能量管理策略及多能源集成控制研究    杨亚娟

基于LabCar的ISG混合动力电动汽车控制策略仿真与测试    郑朝武

电动汽车制动能量回收系统的研究    张新

PHEV再生制动控制策略的研究    康娣

电储能车辆再生制动控制策略及电控离合器接合控制研究    颜波

驱动工况的ISG型混合动力汽车控制策略研究    胡洪祥

CVT混合动力汽车再生制动系统性能仿真与试验研究    谭强俊

混合动力轿车复式制动系统的研究    段幼华

基于CAN总线的电动大巴车制动系统的研究    龚贺

基于双离合器混合动力系统再生制动策略及硬件在环仿真研究    祝亚民

驱动工况下基于最佳效率的电力驱动系统控制研究    税江

轻度混合动力系统典型瞬态过程仿真分析    周杰敏,童毅,欧阳明高

世界电动汽车的发展趋势    张容萍

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

水平铅酸电池的实验研究与性能分析    何士娟,张承宁,彭连云,孙逢春,谭建

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

电驱动车辆双电机协调控制研究    李巍,张承宁

车用锂离子电池充放电性能及应用研究    魏跃远,林逸,林程,王震坡,何洪文

电动汽车续驶里程能量计算和影响因素分析    徐贵宝,王震坡,张承宁

双电机独立驱动履带车辆直驶稳定控制研究    孙红要;张承宁;曹磊;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

ADVISOR仿真软件及其在电动汽车仿真中的应用    张云;张承慧;

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;

电动汽车用永磁同步电机铁耗分析    徐福增;沈启平;韩雪岩;唐任远;

电动汽车锂离子电池管理系统设计    张国红;崔纳新;樊娟娟;

电动汽车用轮式驱动电机的研究    崔淑梅;吴世华;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

微网谐波振及电压暂降的评估与控制    雷之力

纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究    汪贵平

基于四轮协调的电动轮车辆纵横向耦合动力学控制研究    喻厚宇

基于电驱动自动变速器（EMT）的Plug_in并联混合动力系统研究    曹正策

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

混合动力电动汽车电机驱动控制研究    杨崔

导电聚苯胺在超级电容器中的应用研究    邹武元

电动汽车大功率智能充电器的若干关键技术的研究    姚文贤

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

混合动力电动汽车再生制动控制策略研究    张宇

现代电动汽车电源系统研究    程灯亮

永磁同步电机无位置检测器的自抗扰控制算法研究    尹文洁

基于横摆力矩和变滑转率联合控制的电子差速控制系统研究    王强

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

汽车制动过程的理论分析与试验    张滨刚,姜正根

混合动力轻型客车动力传动系的设计研究    何洪文,孙逢春,李幼德

坦克装甲车辆电控电动机械式自动变速操纵系统    商建平,王子冬

串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真    成森,孙业保,耿东,杨为琛,孙逢春

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

基于ADVISOR的并联式混合动力越野汽车的研究    王凤麒,崔胜民

电动汽车续驶里程能量计算和影响因素分析    徐贵宝,王震坡,张承宁

电动汽车传动系参数设计及动力性仿真    姬芬竹;高峰;吴志新;

电动汽车能耗分配及影响因素分析    王震坡,孙逢春

液压技术在混合动力汽车节能方面的应用    谭彧;

理想制动力分配再生制动控制策略研究    崔胜民;张京明;宋宝玉;孙刚;

车辆ABS系统的自抗扰控制及其仿真    杨福广;李贻斌;阮久宏;宋锐;尹占芳;

混合动力电动汽车制动能量回馈系统分析    殷承良;彭栋;

插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究    张冰战

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

混合动力汽车控制系统设计与仿真    何海

轻度HEV混合动力系统轴系机电耦合动力学特性的研究    岳东鹏

纯电动试验车及其相关技术研究    张卫钢

基于机械自动变速的轻度混合动力传动系统综合控制研究    叶明

电动汽车高效快响应电驱动系统控制策略研究    李珂

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

电动汽车驱动和转向系统的振动与驱动电机的可靠性研究    薛玉春

纯电动汽车电液制动系统再生制动控制策略研究    张继红

电动汽车制动能量回收系统的研究与实现    张鹏

纯电动汽车再生制动研究    陈斌

膜片弹簧离合器力学分析与基于灵敏度分析的优化设计    曹（氵勇）

基于Simulink/Stateflow模型的成员开发环境的研究    田新华

电动汽车能量和传动系统性能仿真研究    杨祖元

超级电容器相关技术研究    刘志祥

串联式混合动力电动客车动力系统建模与仿真    汪新云

并联式混合动力电动汽车的模糊逻辑控制    邱海漩

基于模糊神经网络的混合动力电动汽车能量管理的研究    刘家良

并联混合动力汽车起步过程TCS研究    欧健;熊峰;

基于dSPACE的混合动力实验台系统开发研究    韦作高;刘振军;叶明;邓涛;

电动汽车动力传动系统参数的匹配设计    薛念文;高非;徐兴;龚昕;

基于发动机制动的HEV再生制动控制策略    杨阳;褚明;秦大同;周安健;苏岭;

ISG型混合动力汽车制动系统仿真分析    杨阳;刘松;秦大同;黄晓容;

混合动力电动汽车混合制动技术分析    俞剑波;何仁;

增程式电动汽车动力系统参数匹配与仿真    洪亮;刘成武;黄键;

车辆制动能量回收再利用技术研究    张子英;张保成;

应用微分Petri网分析汽车再生制动模式的切换    何仁;崔文燕;

基于混合动力汽车动力性的模拟计算    张恒秋;李守成;张涌;刘建;

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究    李奇

金属带式无级变速传动系统匹配控制研究    罗勇

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

汽车自适应巡航控制及相应宏观交通流模型研究    罗莉华

城市客车油液混合动力系统匹配及控制研究    张晓冰

混合动力轿车再生制动系统研究    王鹏宇

无级变速混合动力汽车动力耦合及速比控制研究    邹乃威

混联式混合动力车辆优化设计与控制    于永涛

混合动力电动汽车再生制动控制策略研究    张宇

基于制动舒适性纯电动客车再生制动控制策略的研究    何晓引

纯电动汽车电液制动系统再生制动控制策略研究    张继红

基于路况信息的混合动力汽车控制策略研究    付永恒

轻型纯电动客车动力系统的建模仿真及测试评价的研究    占锐

微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究    王方

并联混合动力汽车部件选型及整车性能分析系统研究    陈以春

纯电动汽车整车性能建模与仿真    姚海峰

串联混合动力汽车性能分析软件系统的设计与研究    任鑫

混合动力电动汽车ISG型动力总成的匹配与仿真研究    蔺新永

用线性回归方法计算半挂汽车列车制动力分配和同步附着系数    李源孰;

使用盆式橡胶支座时桥梁空间行为的研究    邹焕祖,刘自明

应用灰色理论研究汽车制动力分配    何仁

适应当代汽车的平板式制动检测台    余志生;费兰冰;

关于合理确定原条运材汽车制动距离的探讨    王伟英;

确定汽车轴间制动力分配试验方法的探讨    何宇平;朱伯比;余志生;李修曾;

前后车轮制动器制动力矩的分配    黄宗益;李兴华;孙蛟;

车用缓速器对制动稳定性的影响    黄榕清;吴磊;邵建华;

列车制动力分配决策及其在不完整信息条件下的协调    张昱;刘钊;

复合制动系统制动力分配算法研究    肖琨;

电动汽车制动力分配策略的研究与仿真    徐国凯;张涛;赵秀春;

桥梁制动力液压传递装置试验研究    许克宾;李宏年;安瑞生;霍铭煊;李根成;戴爱华;张金英;

理想制动力分配再生制动控制策略研究    崔胜民;张京明;宋宝玉;孙刚;

汽车制动系自动感载阀最佳匹配设计    刘用学;

汽车制动系统仿真与试验分析软件的开发    王良模;王举;吕兆华;孙刚;

感载比例阀静特性的优化设计——变制动力固定分配为可变比例式    朱美璋;

客车前盘后鼓制动形式匹配的探讨    马敬杰;李文东;

桩柱式墩台水平力的分配计算    宋娃丽;王凤岐;宋新力;

商用车电子制动系统的底层CAN总线研究    初亮;古佳运;张军;刘杰;刘明辉;魏文若;张尚明;

汽车制动系统设计开发思路及方法    刘力平;

消费者买汽车看中什么    贺丽莉

帕杰罗SPORT上市    记者王贞

科技改变人们的汽车生活    本报记者 孔丽频

“大众”在中国如何再赢得大众    李安定

中兴无限在全国正式上市    王毅

行车自动落锁功能应适当废止    本报记者 李方

帕杰罗SPORT（速跑）面市    本报记者孙英

东风标致安徽首家4S店开业    

商务版独步市场真空 明仕Ⅱ代降价万余元    记者辛宁

雪地模式，送你冬天一个安全    

商用半挂车制动意图辨识与制动力分配控制策略开发及验证    赵伟强

混合动力汽车机电复合制动制动力分配与稳定性控制策略研究    张建龙

商用车牵引力与制动力集成控制算法研究    孙万峰

CVT混合动力系统再生制动综合控制研究    杨阳

混合动力轿车再生制动系统研究    王鹏宇

基于机械自动变速的轻度混合动力传动系统综合控制研究    叶明

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

电动汽车高效快响应电驱动系统控制策略研究    李珂

汽车再生制动稳定性与制动踏板平稳性控制研究    陈庆樟

客车电子制动系统制动力分配控制算法    李伟

高速列车制动力再分配方法的研究    谷杨心

混合动力客车制动力协调控制算法研究    张体环

线控制动系统制动力分配策略研究    黄源

汽车轴间制动力分配优化设计与制动性能计算机仿真研究    孟树兴

电动轿车制动力动态协调控制算法研究    武同波

汽车电子机械制动（EMB）控制系统关键技术研究    左斌

ESP系统的制动力分配控制策略优化    王媛媛

SX4257NR324型重型卡车制动系统性能优化    王红星

汽车静/动态制动性能的分析研究    张勇