并联式混合动力汽车动力系统参数设计与能量管理策略研究

【摘要】：汽车是人们日常生活中基本的交通工具，和人们的生活已经密不可分，但随着汽车产量和保有量的迅速增加，使得汽车排放污染物快速增加，同时又给人类带来了石油资源快速枯竭等问题。因此，降低汽车工业发展所带来的环境污染和能源消耗已经成为我国政府亟需解决的问题。解决问题的方法有：一是提高传统内燃机汽车的发动机效率，降低其有害排放物（国办发〔2013〕12号《国务院办公厅关于加强内燃机工业节能减排的意见》）；二是研发各种新能源汽车。其中，混合动力电动汽车的技术性能已经达到了很高的发展水平，被认为是应对能源短缺和环境污染的最有效和最现实的对策之一。 混合动力汽车一般是指具有2个或3个不同形式的能量源向车轮传递功率并为汽车行驶提供驱动力的车辆。它既可以单独依靠内燃机或电力工作，又可采用内燃机和电力联合工作，并且通过合理的控制策略可以使其获得良好的燃油经济性和排放性。 本论文的主要工作内容有： ①阐述了论文研究背景和意义，以及从效率、污染、成本费用方面将电动汽车和内燃机汽车进行比较； ②介绍了不同形式的混合动力汽车的基本组成以及各自特点并进行对比，并介绍了其节能机理和分析了整车质量和部件布置对汽车性能的影响； ③针对并联式混合动力汽车，参照现有某轿车型的整车参数及动力性要求，进行了主要动力系统元件的选型及其参数设计； ④建立发动机、车轮等混合动力汽车主要元件的simulink或数学模型,然后在典型的循环工况CYC-UDDS下在应用混合动力汽车的仿真软件ADVISOR进行计算仿真，得到混合动力汽车动力性、经济性、排放性等各项指标结果； ⑤运用advisor软件，进行了能量流的控制研究，在满足汽车行驶动力性的前提下，以经济性和排放性为主，分别对在电力辅助控制策略和模糊逻辑控制策略下进行了分析比较。仿真结果表明，用模糊逻辑控制策略的PHEV燃油经济性、排放性以及发动机输出转矩的稳定性等优于电辅控制策略，并缩小了电池SOC的波动范围，从而验证了前者控制策略的准确性和有效性。 【关键词】：混合动力汽车 参数设计 控制策略 建模与仿真
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 电动汽车和混合动力电动汽车的发展简介9-11
• 1.3 电动汽车和传统内燃机汽车的比较11-12
• 1.3.1 效率比较11-12
• 1.3.2 污染比较12
• 1.3.3 成本和费用比较12
• 1.4 本论文研究的主要内容12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第二章 混合动力电动汽车驱动系统研究14-23
• 2.1 混合动力电动汽车的基本概念14
• 2.2 混和动力电动汽车的结构形式14-19
• 2.2.1 串联式混合动力电动汽车14-15
• 2.2.2 并联式混合动力电动汽车15-16
• 2.2.3 through-the-road 并联结构混合动力汽车16-17
• 2.2.4 串联-并联结构（混联式）混合动力电动汽车17-18
• 2.2.5 插电式混合动力电动汽车18-19
• 2.3 混合动力电动汽车节能机理分析19-20
• 2.3.1 混合动力汽车的节能途径19
• 2.3.2 混合动力汽车的节能思想19-20
• 2.4 整车质量分析和布置20-21
• 2.5 本章小结21-23
• 第三章 混合动力电动汽车驱动系统参数设计及建模23-51
• 3.1 混合动力电动汽车驱动系统设计23-32
• 3.1.1 发动机设计23-25
• 3.1.2 电机设计25-27
• 3.1.3 能量存储设计27-30
• 3.1.4 传动装置设计30-32
• 3.2 并联式混合动力电动汽车整车及部件仿真建模32-50
• 3.2.1 电动汽车仿真软件 Advisor 简介32-34
• 3.2.2 整车模型34-36
• 3.2.3 主要部件的仿真模型36-50
• 3.3 本章小结50-51
• 第四章 混合动力电动汽车能量管理控制研究51-70
• 4.1 并联式混合动力电动汽车能量管理策略思想及形式51
• 4.2 基于模糊逻辑的能量管理控制建模与仿真51-69
• 4.2.1 控制策略的目标51-52
• 4.2.2 模糊控制理论52-54
• 4.2.3 模糊控制器的设计54-59
• 4.2.4 模糊逻辑控制的仿真分析59-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 本文主要研究内容及总结70-71
• 5.2 展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-76
• 在学期间发表的论文及取得的科研成果76

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