混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真

【摘要】： 汽车工业的发展把能源短缺和环境污染问题推到了日益严重的位置，因此研究汽车节能、降低排放和替代燃料的新技术成了当今汽车工业的重大发展方向。尽管电动汽车是解决这类问题的最好方式，然而目前在蓄电池没有取得突破性进展的情况下，其发展受到了极大的限制。混和动力汽车（HEV）是具有低污染和低油耗特点的新一代清洁汽车，是目前解决这类问题的最佳选择，因而混合动力汽车的研究成为国际、国内汽车发展的一个引人注目的新热点。 在对混合动力汽车的结构型式和动力元件进行基础性理论分析后，针对我国汽车技术发展现状和混合动力汽车技术的发展趋势，设计了一种基于金属带式无级自动变速器CVT混合动力汽车动力传动系统方案，根据该传动系统方案制定了比较合理的控制策略和工作模式，并针对长安之星6350B设计了发动机功率和起始转矩、主减速比、电机的额定功率和转矩、转矩合成器速比等相关参数，为下一步的电机控制系统仿真实验打下基础。 混合动力汽车的关键技术之一—电机控制技术对混合动力汽车的发展起着决定性的作用，它不仅要保证能满足整车的各种行驶工况，而且要提高整车的动力性和经济性。本文在直接转矩控制系统的基础上提出了一种基于误差等级的直接转矩控制DTC策略，它以电机定子磁链误差、电机电磁转矩误差及磁链位置角作为控制变量，然后根据直接转矩控制原理制定控制规则来选择开关状态，进而提高系统瞬态时的转矩响应。动力平顺切换是混合动力汽车的另外一个关键技术，本文以油门开度、油门开度变化率结合整车动力性和经济性作为动力切换的依据，以保证汽车的乘坐舒适性确定目标转矩作为动力平顺切换的依据，确定了动力转换策略。为了验证以上所提出的策略，建立了电机的动态数学模型和整车动力传动模型，在此基础上分别对6350B混合动力汽车纯电机启动工况、纯电机驱动工况、纯发动机驱动工况和混合驱动工况进行了仿真计算，并与原型CVT汽车进行了比较分析。仿真结果表明，电机的误差等级转矩控制系统转矩响应迅速，动态特性好；整车动力转换平顺；整车的动力性有较大的提高，达到了相关的技术要求，为进一步的样车研制提供了理论依据。 【关键词】：混合动力汽车 动力传动系 参数设计 电机控制策略 建模 仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：U469.79
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 1 绪论9-21
• 1．1 混合动力汽车概述9
• 1．2 开展混合动力汽车研究的背景及重要意义9-13
• 1．2．1 汽车尾气对全球大气环境的污染日益严重9-10
• 1．2．2 地球上的石油储藏量是有限的10
• 1．2．3 电动汽车的发展受到制约10
• 1．2．4 各国排放法规日趋严格10-13
• 1．3 混合动力汽车技术发展现状和趋势13-18
• 1．3．1 混合动力汽车的种类与特点13-14
• 1．3．2 混合动力汽车的发展现状14-15
• 1．3．3 混合动力汽车控制策略15-18
• 1．4 混合动力汽车电机驱动控制系统18-19
• 1．4．1 矢量控制系统18
• 1．4．2 直接转矩控制系统18-19
• 1．4．3 模糊直接转矩控制系统19
• 1．5 本论文的主要研究内容19-21
• 2 混合动力汽车传动结构布置方案及动力元件选择21-33
• 2．1 混合动力汽车动力传动系布置方案21
• 2．2 并联混合动力汽车动力合成装置选型21-27
• 2．2．1 转速合成式PHEV动力传动系23-25
• 2．2．2 牵引力合成式PHEV动力传动系25
• 2．2．3 扭矩合成式动力传动系25-27
• 2．3 混合动力汽车动力元件选型27-30
• 2．3．1 并联式混合动力汽车发动机选型27-29
• 2．3．2 并联式混合动力汽车用电动机选型29-30
• 2．4 混合动力汽车用储能元件选型30-32
• 2．5 本章小结32-33
• 3 并联式混合动力汽车的控制策略、工作模式及相关参数的确定33-47
• 3．1 并联式混合动力汽车的控制策略33
• 3．2 并联式混合动力汽车的工作模式分析33-36
• 3．3 并联式混合动力汽车动力传动系参数设计36-46
• 3．3．1 整车参数及动力性指标37
• 3．3．2 并联式混合动力汽车动力传动系参数选择37-46
• 3．4 本章小结46-47
• 4 电机转矩控制方法及整车动力模型的建立47-60
• 4．1 电机的转矩控制方法47-50
• 4．2 混合动力汽车目标转矩的确定50-54
• 4．2．1 起步时目标转矩的确定51-52
• 4．2．2 纯电机驱动工况时目标转矩的确定52-53
• 4．2．3 电机作为辅助动力时目标转矩的确定53-54
• 4．3 电机数学模型的建立54-55
• 4．4 整车动力学模型的建立55-58
• 4．4．1 控制发动机工作点55-56
• 4．4．2 吸收再生能量56
• 4．4．3 优化系统关键部件56-58
• 4．5 结论58-60
• 5 电机控制系统的仿真60-69
• 5．1 混合动力汽车的控制系统60-64
• 5．2 电机启动工况64
• 5．3 纯电机驱动工况64-65
• 5．4 纯发动机驱动工况65-66
• 5．5 电机辅助动力工况66-68
• 5．6 本章小结68-69
• 6 结论69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 附：75-76
• 作者在攻读硕士期间发表的学术论文75-76
• 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目76

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

动力电池与超级电容混合驱动系统设计与仿真    李贵远;陈勇;

开关磁阻起动/发电系统控制策略及实验研究    昝小舒

超轻度混合动力汽车优化匹配与仿真研究    尹燕莉

混合动力商用车动力系统设计及性能分析研究    伊海霞

增程式客车整车控制器与控制策略研究    赵文章

ISG型轻度混合动力汽车动力传动系的匹配与仿真研究    杨伟斌

并联混合动力汽车环路传动系的建模与仿真    赵桐

并联式混合动力电动汽车系统的动力匹配与仿真研究    冯莉

混合动力电动汽车传动系的建模与仿真    李红林

混合动力汽车最优化模拟与仿真系统    陈曦

并联混合动力汽车驱动电机的调节和匹配    王伟

混合动力车用双离合器控制系统    詹道勇

超轻度混合动力传动系统匹配控制及仿真研究    庄建兵

车用混合动力系统技术发展分析    成森

混合动力汽车电机转矩控制系统的仿真    蒲斌,秦大同,舒红,胡明辉

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

混合动力汽车动力传动系参数设计    舒红,秦大同,杨为

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

机动车尾气污染的危害及治理研究    庾晋

贯彻新标准 驶入新世纪——记’99上海机动车与环境研讨会(一)    豪彦

用于电动汽车的模糊转矩控制系统的仿真    王颖,陈全世,伦景光

美国复合动力电动汽车的发展计划    陈小复

俄罗斯开发复合动力装置    冯卓津

长安之星微车装备自动变速器后的动态特性仿真研究    汤毅

模型(汽车)试验低速风洞设计    汪涌;龚光军;

汽车曲线制动工况的轴间动态制动力分配数学模型    边铭瑞;丁品先;

7CBY—1型挂车液压制动装置的设计    李伯峰;韩永法;

数值方法在汽车性能预测中的应用    王其东;羊拯民;

对汽车制动效能评价标准的探讨    方锡邦;

模糊直接转矩控制系统的仿真研究    张春,郭兴众

拖拉机散热器的功能和使用探析    刘鼎军;

基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析    葛友刚;贾志绚;李捷;董永富;

基于Intel 80C196的交流伺服系统    唐勇奇,赵葵银,伍萍辉

橡胶轮转向架稳态曲线通过行为研究    石丽莉,孙守光,吕峰峰

汽车转向轮主销内倾角设计计算    魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;

HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算    任国清;

基于状态反馈极点配置的4WS系统设计及仿真    王莉;杜家政;

基于STM32纯电动汽车电驱控制研究    胡伟明;

浅谈离合器分泵支架优化设计    严思炜;郝世强;

主副一体整体式车架的改进    黄睿;

面向空气悬架大客车操稳性的多体动力学建模与仿真研究    葛榕;秦东晨;徐一村;

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;

基于模糊控制器的异步电动机直接转矩控制    王映斐;程启明;程尹曼;胡晓青;

车辆定半径稳态回转仿真试验方法研究    侯炜;杨亚娟;刘红领;张德超;

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

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究    刘文光

整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究    童伟

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

关于湿式离合器几个工作特性研究    张志刚

车辆与路面相互作用下路面结构动力学研究    李皓玉

电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究    田毅

金属带式无级变速器耦合问题研究    张树培

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

感应电机矢量控制系统研究与实现    葛金法

液力变矩变速器自动换档控制技术研究    明五一

汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究    傅寿字

基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究    郝春学

异步电机的单神经元直接转矩控制研究    陈启明

基于MC9S12DG128的智能模型车系统设计与仿真研究    刘啸森

飞思卡尔智能赛车及调试平台开发研究    朱政合

基于TMS320F2808的异步电动机矢量控制系统    韩美佳

基于模糊自适应PID控制的矿用电机车直接转矩控制系统研究    赵亮

并联式混合动力电动汽车动力总成系统的仿真研究    梁龙,张欣,李国岫,王浩

AMT产品起步控制策略的研究    刘东;宋健;李磊;

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

车辆动力-传动系性能仿真的方法研究    何洪文,孙逢春,余晓江

混合动力电动汽车机电耦合系统归类分析    高建平;何洪文;孙逢春;

混合动力电动汽车的发展    叶玲,杨志伟,李昆

混合动力汽车的控制策略研究    王勇,李建勇,张欣,耿聪

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;

混合动力电动汽车动力系统选型策略分析    王冬,田光宇,陈全世

日见商机的电动汽车市场    王晓 ,顾平平

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

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

新型车用功率分流式自动变速器的研究    魏英俊

混合动力电动车用开关磁阻电机控制系统研究    王双红

异步电机起动/发电系统研究    张兰红

基于CAN总线的混合动力汽车辅助动力单元系统与控制策略研究    曹珊

汽车用爪极发电机建模及优化技术研究    鲍晓华

混合动力城市客车控制策略与试验研究    王保华

HEV用永磁同步电机优化设计与系统性能分析    费德成

基于SOPC的智能仪器多接口程控模块的设计与实现    糜峰

飞机地面保障车辆液压缸闭环数字式控制系统开发研究    王景霖

基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现    杜国女

电动汽车的电机驱动控制技术研究    强珊珊

混合动力电动汽车驱动系统参数优化匹配    余晨光

汽车无级变速传动系统建模信综合控制特性的仿真研究    王巍巍

混合动力电动汽车WG6120HD多能源控制系统    殷德双

滑模变结构控制系统设计方法研究    王祝炯

车用功率分流式无级变速系统的设计与建模    梁清林

新型车用功率分流式电控无级变速系统的控制与仿真研究    许匀峰

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;

复合电源电动车再生制动系统的仿真与分析    戚思良;盘朝奉;陈昆山;陈龙;马跃超;

大型变频调速船用抓斗挖掘机的研制    曾军;吴斌;谢勇谋;吴大可;肖奇斌;宓祖田;

基于电压控制与功率控制的混合动力控制系统仿真研究    王丽;陈昌黎;钟晓;

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;

ISG混合动力汽车控制策略研究及仿真    王峰;袁银南;王忠;

计算机仿真5种方法在汽车工程中的应用    陈勇;

纯电动汽车驱动系统电压解耦矢量控制仿真研究    石文;李贵远;

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;

超级电容自卸车的动力及控制系统设计研究    沈桂丽;吴朝来;

计算机仿真方法在汽车工程中的应用    陈勇;

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究    汪贵平

混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究    于海芳

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

超轻度混合动力汽车优化匹配与仿真研究    尹燕莉

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

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

纯电动汽车电液复合再生制动研究    刘志强

汽车干式双离合器接合过程动力学与控制的研究    吴明翔

基于粒子群算法的SR电机转矩脉动全局优化研究    高洁

带超级电容的燃料电池电动汽车的优化配置和优化控制研究    王慧云

基于ADVISOR的多能量源HEV仿真软件二次开发及应用研究    李宁

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

DCT混合动力轿车构型分析与换档规律研究    宋金虎

PHEV混合动力汽车动力系统匹配    杨名

应用多元车载电源的轻度混合动力系统分析    代宏伟

轻型电动汽车电机变速器集成驱动系统控制策略的研究    李伟

混合动力汽车正向仿真系统的开发与应用    赵开成

基于转子发动机的混合动力实验系统设计与仿真研究    李艳丽

液力机械式自动变速器技术及发展    王书全

轿车自动变速器的特点与国内市场浅析    马怀琳

轿车用自动变速箱的发展动态    刘钊,黄宗益,李庆

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

发动机与液力变矩器共同工作点的优化算法    王国彪

装用液力自动变速器的车辆在非稳定工况下燃料经济性和动力性的研究    葛安林;

红旗CA-770型轿车自动操纵系统的研究    吴锦秋;葛安林;智百年;

汽车液力机械自动变速器最佳燃料经济和动力性操纵规律的计算机模拟    程秀生;葛安林;罗邦杰;

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

发动机与液力变矩器共同工作特性的分析    商高高,何仁

ECU控制性能的动态试验研究    冀树德;张晖;贾祯;范玄生;张伟;

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;

AMT在SUV车型上搭载的可行性分析    梁建平;张明旭;

双离合器自动变速汽车换挡过程离合器模糊控制策略研究    李光辉;

AMT拨挡手柄检测器设计    李倩;杨福生;

基于驾驶员起步意图的AMT控制方法研究    戴丰

微型汽车自动离合器控制策略研究及应用    施青平

轿车双离合器自动变速系统综合匹配控制研究    刘永刚

新型无动力中断机械式自动变速器的机理与控制研究    刘延伟

重型卡车AMT系统关键技术的研究    郭彦颖

重型商用车不分离离合器AMT关键技术研究    王云成

基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究    吴晓刚

重型商用车AMT坡道起步系统研究与开发    蒋学锋

AMT/DCT自动变速器通用开发平台关键技术研究    陈清洪

湿式双离合器自动变速器起步与换档控制技术研究    冯巍

小型汽油机燃用甲醇汽油混合燃料的性能研究    曾科

基于模糊修正的AT车辆坡道换档策略研究    吕欢欢

无级变速器起步离合器智能预测控制技术研究    李少云

柴油机SCR电控单元研究    张明杰

电控机械式自动变速器智能控制与仿真的研究    张秀秀

AMT起步过程的控制方法及换挡过程研究    范金龙

拖拉机自动换挡规律研究    张龙

拖拉机电控机械式自动变速器控制策略研究    刘宗剑

大功率汽车自动变速机构档位切换机理研究    魏巍

4AT控制系统关键技术的研究    张友皇