混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化

【摘要】：混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型，具有燃油汽车的动力性能和较低的排放，是当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。 混合动力汽车的动力性、燃油经济性和排放性能与驱动系统参数的匹配以及车辆行驶过程中的协调控制密切相关。本文首先分析了混合动力汽车的驱动系统结构类型和各自的特点，对电力辅助型混合动力汽车的组成及其工作模式进行了介绍，并在此基础上提出了一种能综合考虑各部件功率和重量的驱动系统设计方法。通过对驱动系统的部件之间能量流动路线的分析，论文提出了一种基于实验数据的驱动系统部件建模方法，并以NiMH电池为例验证了该方法的可行性。论文提出的驱动系统仿真方法，不需要求解复杂的微分方程，计算速度快，根据驱动系统结构将各单元模型集成，可以对不同行驶循环下车辆的动力性能和燃油经济性进行仿真计算。论文最后针对电力辅助型混合动力汽车，综合考虑车辆的行驶性能、燃油经济性以及行驶过程中电池SOC的大小，建立了最小等效油耗的优化实时控制策略。本论文所做的研究将有助于缩短混合动力汽车的设计开发时间，为其驱动系统的设计和控制策略及整车性能评估提供参考。 【关键词】：混合动力汽车 驱动系统 仿真:优化 实时控制策略
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U469
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 插图索引9-11
• 附表索引11-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 电动汽车的发展历史及其关键技术12-13
• 1.2 研究的目的和意义13-14
• 1.3 国内外发展现状与趋势14-16
• 1.4 本文的研究内容16-17
• 第2章 电力辅助型混合动力汽车介绍17-26
• 2.1 混合动力汽车的分类17-20
• 2.1.1 串联式混合动力汽车17-18
• 2.1.2 并联式混合动力汽车18-19
• 2.1.3 混联式混合动力汽车19-20
• 2.1.4 混合动力汽车的其它分类方法20
• 2.2 电力辅助型混合动力汽车的结构与特点20-23
• 2.2.1 传统燃油汽车中发动机的工作情况21
• 2.2.2 电力辅助型混合动力汽车驱动系统21-23
• 2.2.3 电力辅助型混合动力汽车的工作模式23
• 2.3 电力辅助型混合动力汽车发展所需解决的问题23-24
• 2.3.1 电池及电池管理系统24
• 2.3.2 电机及控制系统24
• 2.3.3 驱动系统控制策略24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 电力辅助型混合动力汽车驱动系统设计26-41
• 3.1 驱动系统总体方案26-28
• 3.1.1 驱动系统结构及主要部件26-28
• 3.1.2 驱动系统基本控制策略28
• 3.2 车辆行驶时需求的驱动功率28-30
• 3.2.1 加速行驶时需求功率计算28-29
• 3.2.2 匀速爬坡时需求功率计算29-30
• 3.3 整车质量的组成30-31
• 3.4 驱动系统各部件所需最大功率的计算31-32
• 3.5 电池容量的计算32
• 3.6 变速器、主减速器和扭矩耦合装置传动比的确定32-34
• 3.7 计算实例34-40
• 3.7.1 车辆的动力性能指标和设计参数的确定34
• 3.7.2 整车参数34-35
• 3.7.3 驱动系统部件功率计算35-37
• 3.7.4 其它相关参数的确定37-38
• 3.7.5 车辆性能校核38-40
• 3.8 本章小结40-41
• 第4章 电力辅助型混合动力汽车驱动系统建模与仿真41-61
• 4.1 驱动系统建模方法41-42
• 4.2 NiMH电池模型及SOC预测42-51
• 4.2.1 NiMH电池的工作原理与电池SOC的定义42-43
• 4.2.2 电池的等效电路与参数计算43-46
• 4.2.3 基于状态空间的SOC估计算法46-49
• 4.2.4 NiMH电池SOC的仿真计算49-51
• 4.3 驱动系统其它主要部件的仿真模型51-54
• 4.3.1 发动机51-52
• 4.3.2 电动机52-53
• 4.3.3 变速机构53-54
• 4.4 整车动力学模型54-55
• 4.5 车辆驱动系统仿真55-60
• 4.5.1 GB／T18386-2001电动汽车实验循环仿真57-59
• 4.5.2 车辆从起步加速至100km／h的加速性能仿真59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第5章 电力辅助型混合动力汽车控制策略优化61-74
• 5.1 驱动系统的控制方法61-62
• 5.2 基于规则的控制策略62-63
• 5.2.1 开关器式控制策略62
• 5.2.2 电力辅助式控制策略62-63
• 5.3 电力辅助型混合动力汽车驱动系统扭矩分配优化63-68
• 5.3.1 最小燃油消耗的优化控制64-66
• 5.3.2 最小等效油耗实时控制策略66-68
• 5.4 车辆采用不同控制策略时的仿真计算结果比较68-73
• 5.4.1 开关器式控制策略69-71
• 5.4.2 电力辅助式控制策略71-72
• 5.4.3 最小等效油耗控制策略72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第6章 类菱形电力辅助型混合动力汽车样车开发74-77
• 结论77-79
• 参考文献79-84
• 致谢84-85
• 附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)85

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

混合动力汽车驱动系统设计与仿真分析    李静红;

混合动力叉车动力系统构型设计与动力装置参数匹配    王鑫;高松;

混合动力电动汽车驱动系统的设计与实现    杨大柱;

DCT混合动力轿车构型分析与换档规律研究    宋金虎

串联混合动力汽车性能分析软件系统的设计与研究    任鑫

太阳能辅助动力汽车驱动系统设计及控制策略研究    吕翔

并联式混合动力汽车动力合成装置的研究    白钰枝

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

并联混合动力汽车驱动电机的调节和匹配    王伟

基于开关磁阻电机的混合动力汽车驱动的研究    蒋威

超轻度混合动力传动系统匹配控制及仿真研究    庄建兵

电动汽车动力系统设计及仿真研究    夏青松

基于混合度的串联混合动力客车特性参数设计    唐磊

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

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

混合动力电动汽车的发展    麻友良,陈全世

混联式混合动力汽车控制策略研究综述    杨宏亮,陈全世

双能源混合动力驱动系统的优化控制及其仿真    黄妙华,金国栋

并联混合动力汽车传动系参数匹配    王庆年,何洪文,李幼德,初亮

串联式混合动力电动汽车先导车的研究开发    黄妙华,金国栋,邓亚东

汽车混合动力传动的能量流动与比较    张俊智,卢青春,王丽芳

混合动力汽车动力传动系参数设计    舒红,秦大同,杨为

混合动力汽车的发展状况及前景初探    徐卫国

基于根轨迹法与串联PID法的激光操作控制系统设计    吴剑威;唐立新;

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

基于单纯形法的PID参数优化设计    钟伟红;关宏伟;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

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;

成品烟箱输送装置的改进设计    程泽武;

电动车辆电磁场辐射骚扰测试方法    武建刚 ,徐立

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;

一种新的微机械陀螺品质因数测试方法    徐淑静;高振宁;

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;

混合动力电动汽车的振动建模与仿真研究    薛玉春;萩原一郎;张义民;

并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究    刘涵;高俊涛;

自主泊车系统侧向分数阶控制器设计    谌彤童;戴斌;宋金泽;周力;

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;

粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用    戴运桃

海洋平台非线性系统最优减振控制研究    梁燕军

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

商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究    刘文光

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

LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计    刘军

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

航空发动机多变量鲁棒控制方法研究    李华英

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

基于神经网络的两类问题研究    程慧

一类非线性时滞系统的稳定性及鲁H_∞控制    许继影

串联动力蓄电池均衡充电技术的研究    林俊

无人飞行器航迹规划算法研究    辛贵州

基于DSP转台伺服控制系统的设计    吴天柱

三轴摇摆台伺服系统设计及精度问题研究    张志富

混合电动汽车的技术现状    杨为琛,孙逢春

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

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

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;

混合动力技术进展及相关建议    徐汉章;罗慧超;

电动汽车的发展现状及趋势研究    李春卉

2K—H型轮系效率公式的研究    杨实如

基于ADVISOR的混联型混合动力汽车研究    刘文杰;舒红;袁景敏;高银平;

电动汽车技术发展综述    汤秀 ,刘伟涛

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

一种新型混合动力电动汽车的动力系统设计、仿真及电机驱动系统的研究    赵涛

混合动力汽车控制系统设计与仿真    何海

混合动力电动车用开关磁阻电机控制系统研究    王双红

三环传动弹性动力学的理论与实验研究    杨建明

混合动力汽车AMT换档策略及换档控制的研究    古艳春

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

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

锂离子电池组模块化均衡系统研究    杨傲驰

混合动力电动汽车驱动系统控制策略研究    李明泽

混合动力电动汽车驱动系统参数优化匹配    余晨光

电动汽车能量和传动系统性能仿真研究    杨祖元

并联式混合动力电动汽车的模糊逻辑控制    邱海漩

纯电动汽车整车能量建模与仿真分析    刘清虎

串联混合动力电动汽车驱动系统控制策略优化与仿真    兰召华

混合动力汽车NiMH蓄电池能量管理系统研究    胡明辉

混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真    蒲斌

并联混合动力轿车整车性能分析和控制策略研究    白凤良

电动车电池容量及电池管理系统参数化设计    左春柽;张明;杨洋;张昭;

混合动力客车动力系统参数匹配评价分析    郭宽友;简晓春;游国平;

基于车辆循环工况并联混合动力汽车感应电机额定功率和效率的匹配    王伟;王庆年;王鹏宇;于远彬;

并联式混合动力车动力系统设计及仿真    杨芸芸;吴森;黄小枫;黄君;

并联式混合动力汽车动力合成装置的参数关系    白钰枝;崔亚辉;

增程型电动轿车动力系统的参数匹配及试验研究    陈汉玉;左承基;滕勤;袁银男;

混合动力拖拉机动力耦合装置的研制    邓晓亭;朱思洪;钱忠祥;张莹;

插电式串联混合动力轿车的选型匹配与仿真    孙永正;李献菁;邓俊;胡宗杰;李理光;孙文凯;杨安志;

混合动力车辆动力系统设计与仿真    黄贤广;胡清森;

适用于城市行驶工况的电动车动力系统方案的匹配研究    周媛;陈君毅;王宏雁;王琪;

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究    林歆悠

面向汽车驾驶模拟器的网格计算关键技术研究    臧雪柏

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究    王伟

混合动力电动汽车电机驱动控制研究    杨崔

电动汽车的专利分析研究    巴金

混合动力客车感应电机在低速运行状态下的控制研究    王帅

插电式电动汽车的控制策略研究与仿真分析    王帅锋

PHEV混合动力汽车动力系统匹配    杨名

车用金属储氢系统热仿真及热控制策略研究    温雯

考虑行人过街的次干道协调控制优化模型研究    黄军红

抽油机传动系统动力合成装置及其控制策略研究    谢霜艳

微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究    王方

微型电动轿车的建模方法与仿真分析    詹沛枝

不远将来远程公路汽车的首选车───混合电动车    杨钦慧

并联混合动力汽车传动系参数匹配    王庆年,何洪文,李幼德,初亮

无级变速传动系统的模糊控制    王红岩,秦大同,方泳龙

金属带式无级变速传动系统仿真与控制研究    胡建军,秦大同,孙冬野,王红岩

自动车辆无级变速传动系统模糊控制策略研究    孙冬野,秦大同,王玉兴

中国典型城市车辆行驶状况的测试统计    李东军,郁增德,李理光,王丽红

开展混合动力电动汽车的研究刻不容缓    李槟,陈全世

丰田汽车公司的混合动力系统    徐清富

洞察“Insight”——本田因塞特(Insight)混合动力汽车技术特征    李源,金约夫

西门子X光机电影驱动系统故障检修二例    林森财,张猛

内燃机冷却风扇驱动系统    张铁柱,张洪信

电动微车驱动系统模糊控制器设计    万沛霖;张志远;李山;肖蕙蕙;何莉;涂巧玲;

纯电动旅游客车驱动系统加速过程动态仿真    邹渊,孙逢春,张承宁

宝来车的CAN总线特点分析    唐岚,滕艳琼

以c8051F020为核心的CCD驱动与采集系统的设计    万峰;范世福;

Lorenz混沌系统的追踪控制    胡爱花;徐振源;李芳;

海洋温差能驱动系统的原理和结构    王俊雄;马捷;倪园芳;杜乐乐;孔巧玲;

电动汽车驱动电机离散MRAC研究    宋鹏;隆武强;徐国凯;赵秀春;

基于ADVISOR的电动拖拉机驱动系统仿真    高辉松;朱思洪;

稳定炉、焙烧炉、封接炉网状输送带驱动系统受力分析及功率计算方法探讨    汪建设;

实时控制压铸机的选用与配套    杨春江;

无位置传感器BLDCM单神经元实时在线控制    王豪;许镇琳;张世磊;

基于干扰观测器的倒立摆离散变结构控制器设计    王洪斌;姚洪磊;

基于RTX的供弹系统控制软件开发与试验研究    胡胜海;徐鹏;潘胤卓;许伟科;

一种多任务实时软件的构造模型及其实现    刘伟;

足球机器人运动轨迹规划和避障算法的设计与实现    冯翼;李颖;赵新;刘景泰;

分布式实时仿真平台设计    刘巧珍;裘丽华;王占林;

双模结构模糊控制器在交流伺服系统中的应用    陈渝光;万沛霖;张志远;陈旭川;

基于CMAC神经网络的机械手臂实时控制    于乃功;李志谦;李明;阮晓钢;

通钢购置先进驱动系统    苑海志

动一动舌头就可控制一切,不是梦    荆晶

洛阳建材机械厂成为皮尔金顿设备供应商    记者 郑惠荣

试驾国产途胜    耿华

我国已拥有自主产权的电动汽车电机研发平台    记者 李斌

日NKK开发出汽车驱动系统齿轮用钢板    廷

电子化汽车让驾驶成为安全游戏    

主火炬悄然竖起    陈金喜江福梅

实时控制提升勤务管理质量    鞠昭 作者单位：上海总队二支队

追求“有魅力的新商品”    赵 宁

轮对空心轴架悬机车驱动系统动力学研究    赵怀耘

面向电磁弹射器的永磁直线同步电机驱动系统研究    刘吉柱

面向电磁弹射器的永磁直线同步电机驱动系统研究    刘吉柱

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

纵弯复合平面超声电机及驱动系统的研究    郝铭

调速高效永磁同步电动机及其驱动系统的研究    周广旭

300MN模锻水压机动梁驱动系统动态响应特性及速度控制研究    黄长征

水电工程施工进度与质量实时控制研究    佟大威

基于视窗平台的机器人控制技术研究及实现    何永义

向家坝水电站二期工程混凝土重力坝施工仿真与实时控制分析研究    王忠耀

混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化    邵海岳

牵引力合成式混合动力驱动系统的建模与仿真    王勇

基于DSPF2407a的混合动力汽车电机驱动系统的分析与设计    刘颖

公交汽车节能环保的测控技术研究    曹雪莲

月球车驱动系统及其控制器设计    高乃修

燃料电池电动汽车驱动系统建模与仿真    黄乃勇

风机用外转子永磁无刷直流电机及其驱动系统的设计    徐长缨

电动汽车直接转矩控制技术的仿真研究    康耀辉

电动汽车用永磁同步电动机驱动系统的模糊控制仿真    杨超

混合励磁式直线同步电动机及其驱动系统的研究    陈翾