插电式混合动力汽车开发研究

【摘要】：可外接插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle)，简称PHEV。可外接插电式混合动力汽车是在传统混合动力汽车基础上开发出来的一种新型新能源汽车，由于可外接插电式混合动力汽车可以更多的依赖动力电池驱动汽车,可以认为是一种由混合动力汽车向纯电动汽车发展的过渡性产品，以成熟的燃油发动机与电池的组合动力作为能源。平时上下班用车，一般行驶里程都比较短，采用纯电动模式完全能满足使用要求，如果周末长途旅游，小功率内燃机的配备使PHEV在电池电量低时可以使用内燃机继续行驶，可以达到传统内燃机汽车一样的续航能力。这样，PHEV更多的是在纯电动模式下工作，二氧化碳和氮氧化物排放非常少，在纯电动车动力电池技术未取得突破性进展前，PHEV将是一种良好的过渡方案。目前各大汽车厂商已相继推出PHEV车型或研发计划，PHEV将成为下一步开发热点。 与传统HEV相同，Plug-in混合动力汽车结构类型主要分为并联式、串联式和混联式三种结构，本文通过对比以上三种驱动方案的优缺点，考虑到串联驱动方式结构较为简单，并且发动机可以工作在燃油经济性较好、排放较优的区域，选择串联式作为该款PHEV混合动力汽车的结构型式。 电池、电机和电控这三方面一直是混合动力汽车开发中的关键问题，车载电池容量决定了汽车纯电动续航里程，但电池容量越大重量和体积就越大，同时根据对一般居民的用车习惯的调查，也50%以上日均行驶里程少于40km，80%以上日均行驶里程少于80km。基于这些设定了原型车目标纯电动续航里程为64公里，计算得出要搭载13kwh的电池。分析研究了不同种类的动力电池材料和工艺的不同，以及性能的优劣，就目前电池技术发展状况，锂离子电池具有较大的优势，在混合动力汽车上应用较多。根据整车动力性指标对其驱动电机和发动机-发电机组（APU）进行了匹配，确定了发动机的功率和排量；发电机的额定电压和峰值功率；驱动电机的额定电压、额定功率、峰值转矩和最大转速等参数。 在比较了各种串联式混合动力汽车控制策略之后，结合Plug-in混合动力汽车要求有一定的纯电动续航里程，配备较大容量动力电池和较小功率发动机，具备开关型能量管理策略的硬件条件，同时开关型能量管理策略下发动机的燃烧充分，排放低，基于以上考虑，所以采用了开关型能量管理策略。 本文以MATLAB和ADVISOR仿真软件为平台，针对串联式PHEV混合动力汽车原型车，编制相应的程序和数据输入文件，进行仿真研究，将仿真测试得到的结果与最初设定目标相比，仿真结果表明主要部件技术参数及开关型能量管理策略设计合理，整车性能达到设计目标。 论文最后总结归纳了本课题研究的结论和创新点，对迸一步研究和探讨提出了展望。 【关键词】：插电式混合动力汽车 开关型控制策略 动力参数匹配 仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 符号说明10-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 课题研究的背景11-13
• 1.2 混合动力汽车的种类13-17
• 1.2.1 按驱动系统的布置方案分类14-16
• 1.2.2 按照混合度分类16-17
• 1.3 可充电式（Plug-in）混合动力汽车发展概况17-20
• 1.3.1 Plug-in 混合动力汽车的发展历程17-19
• 1.3.2 Plug-in 混合动力汽车的特点19-20
• 1.4 本文研究的主要内容20-23
• 第2章 驱动方案分析及动力系统参数匹配23-43
• 2.1 Plug-in 混合动力汽车动力系统分析与设计23-28
• 2.1.1 Plug-in 混合动力汽车动力系统方案分析23-27
• 2.1.2 Plug-in 混合动力汽车驱动方案设计27-28
• 2.2 Plug-in 混合动力汽车动力系统参数匹配28-42
• 2.2.1 整车参数及动力性指标29-31
• 2.2.2 驱动电机参数选择31-36
• 2.2.3 电池参数确定36-40
• 2.2.4 发动机的选择40-41
• 2.2.5 发电机的选择41
• 2.2.6 Plug-in 混合动力汽车动力系统参数匹配结果41-42
• 2.3 本章小结42-43
• 第3章 Plug-in 混合动力汽车能量分配控制策略设计43-55
• 3.1 Plug-in 混合动力汽车控制策略总体分析与设计43-46
• 3.1.1 纯电动模式工况下策略43
• 3.1.2 混合模式工况下策略43-46
• 3.2 开关型能量管理策略设计46-53
• 3.2.1 初始化模式48
• 3.2.2 诊断模式48
• 3.2.3 错误模式48-49
• 3.2.4 失效模式49-50
• 3.2.5 常态工作模式50-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第4章 整车性能仿真结果分析55-63
• 4.1 建立和修改 m 文件55-57
• 4.1.1 设置整车参数文件55-56
• 4.1.2 设置发动机参数文件56
• 4.1.3 设置驱动电机参数文件56-57
• 4.1.4 修改驱动控制文件57
• 4.2 仿真运算及结果57-61
• 4.3 本章小结61-63
• 第5章 总结与研究展望63-65
• 5.1 全文总结和创新点63
• 5.2 工作展望63-65
• 参考文献65-69
• 作者简介及在学期间取得的科研成果69-71
• 致谢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

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

新型混合动力汽车(PHEV)技术简介    张雄飞;何天明;张献伟;

电动车电池现状与发展趋势    孟良荣;王金良;

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    舒红,秦大同,胡建军

基于道路工况自学习的混合动力城市客车控制策略动态优化    朱道伟;谢辉;严英;宋振垒;

电动汽车仿真软件ADVISOR的应用    张翔,赵韩,钱立军,张炳力

前向式混合动力汽车模型中传动系建模与仿真    童毅,欧阳明高

基于ADVISOR2002混合动力汽车控制策略模块开发    曾小华,王庆年,李骏,王伟华,初亮

电池管理系统国内外现状及其未来发展趋势    廖晓军;何莉萍;钟志华;周红丽;高学峰;

电动汽车用电池SOC定义与检测方法    麻友良,陈全世,齐占宁

    本报记者 白晶

串联式混合动力城市客车参数匹配与控制策略研究    高燕

插电式全混混合动力轿车控制策略研究与整车性能仿真分析    刘松灵

电动汽车动力电池管理系统的研究    姜国权

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

车载随机振动隔离系统的优化设计    嵇震宇;马俊;田青;朱定芳;

汽车平顺性研究中“人—椅”系统模型再探    陈朝阳;邵仁玉;韩星;樊剑;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

汽车驱动桥总成结构设计、三维建模与虚拟装配研究    钱斌;朱顺利;

磷酸铁锂电池模型参数辨识与SOC估算    侯幽明;陈其工;江明;

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;

电动汽车的建模与仿真    曹明柱;冯能莲;夏传超;何彩青;吴加伟;

一种机动车前轮悬架的设计及应用    孙旭;张春雨;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

先进分析方法在重卡前轴结构设计中的应用    周福庚;吕召全;

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;

传动系的优化设计    石勇;

汽车车速的计算及优化    刘相;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

板簧支架动态外载的计算和疲劳分析    李辉;孙利平;雷龙;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

浅谈ABS在汽车中的应用    李倩;王斌刚;

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

HEV锂离子电池组管理关键技术研究    吴铁洲

车辆道路数值模拟与仿真研究    张永林

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

车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究    吴参

磁浮电源与悬浮控制系统的耦合作用研究    张鼎

变速器齿轮承载能力分析方法的研究及应用    张磊

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

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

电动单轨吊动力锂电池组智能管理系统的研究    赵平强

串联动力蓄电池均衡充电技术的研究    林俊

锂离子动力电池管理系统的研究与实现    黎继刚

电动摩托车用六相无刷电机控制系统的研究    王宏伟

电动车用三相无刷直流电机控制系统    李广志

混合动力电动汽车电机驱动控制研究    杨崔

纯电动车电池组管理系统的研究    庄益诗

自主水下机器人能源与动力系统设计    滕学志

电动汽车电池组连接可靠性及不一致性研究    王震坡,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

锂离子电池组均衡充电和保护系统研究    李红林,张承宁,孙逢春,李军求,张旺

电动汽车综合性能仿真    余晓江，祝嘉光

新型混合动力汽车(PHEV)技术简介    张雄飞;何天明;张献伟;

混合动力公共汽车    郑祖庆

串联式混合电动公交车动力系统仿真研究    郝利君,徐波,吴广通,何洪文

混合电动车及其电池    陈立泉

电动车用铅酸蓄电池的现状与前景    陈胜洋,武立军,李红

电动汽车SOC估计方法原理与应用    林成涛,王军平,陈全世

锂离子电池安全性研究及影响因素分析    黄海江

锂离子电池组管理系统研究    蒋新华

混合动力电动汽车驱动系统控制策略研究    李明泽

串联式混合动力电动客车动力系统建模与仿真    汪新云

混合动力大巴用高比功率镍氢电池的管理系统设计    王玲

串联混合动力城市客车问题研究    徐杨

基于MC9S12DP512与CAN总线的电池管理系统研究与设计    胡建红

锂离子电池一致性研究    单毅

混合动力汽车能量管理策略的四步骤设计方法    朱元,田光宇,陈全世,吴昊

基于模糊控制的并联混合动力车的能量管理策略    夏阳,王耀南,徐华,陈华,张健

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略    彭涛,陈全世

燃料电池电动汽车技术    喻媛媛;何耀华;

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    陈智家;陈祥丰;欧阳海;

并联混合动力电动汽车的转矩控制策略    孟亚鹏,金国栋,朱舟

基于马尔可夫决策理论的燃料电池混合动力汽车能量管理策略    朱元;吴志红;田光宇;张涵;孙鸿航;

四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真    杜爱民;冯旭云;

燃料电池混合动力客车整车控制策略    曹桂军;卢兰光;李建秋;何彬;欧阳明高;

混合动力汽车补偿模糊神经网络能量管理策略    陈慧勇;吴光强;

基于模糊优化的功率跟随式能量管理策略研究    王旭峰;彭飞;冒波波;陈维荣;

氢光联合供电系统中的能量管理    徐敏;阮新波;刘福鑫;李艳;杨东升;

混合动力汽车新型智能能量管理系统开发与前景    李启迪;周雅夫;

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;

一种并联混合动力汽车能量效率估算的方法    郑燕萍;何海波;蒋元广;徐晓美;

电动汽车动力系统关键技术发展状况    何海波;郑燕萍;

ADVISOR仿真软件及其在电动汽车仿真中的应用    张云;张承慧;

串联式混合动力城市客车APU控制策略研究    熊华胜;卢兰光;

混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究    李卫民

串联型液压混合动力汽车的能量管理策略研究    冯代伟

增程式电动汽车能量管理策略研究    顾杰

插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究    张冰战

单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究    彭志远

液压混合动力车辆能量管理策略研究    王玮

并联混合动力汽车控制策略研究    叶晓

混合动力汽车控制系统设计与仿真    何海

并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究    吴剑

并联型混合动力汽车能量管理策略研究    舒红

燃料电池混合动力机车建模及能量管理策略研究    王旭峰

基于路况预测的混合动力公交车能量管理策略    潘正

燃料电池汽车动力系统能量管理策略研究    张琴

并联混合动力汽车能量管理策略研究    陶欣

基于预测控制的并联式混合动力汽车能量管理策略研究    樊娟娟

基于路况信息的混合动力汽车全局优化能量管理策略    连凤霞

面向混合动力汽车能量管理策略的汽车运行工况多尺度预测方法    张岩

Plug-In混合动力汽车能量管理策略研究    步刚

基于能量利用率的典型混合动力电动汽车运行性能研究    吴湛

基于优化算法的ISG速度耦合混合动力汽车能量管理策略研究    蒲斌