基于行星齿轮传动的插电式混合动力汽车能量管理策略研究

【摘要】：插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,PHEV)是一种低油耗、低排放且不受续驶里程限制,兼有纯电动汽车和混合动力汽车优点的新能源汽车。PHEV将会有效的缓解能源危机和环境污染的压力,已成为当代国际新能源汽车开发的热点之一。分析了国内外PHEV及其控制策略的研究现状和发展趋势,确定本文采用逻辑门限能量管理策略。对比分析了PHEV的结构和特点,选择混联式PHEV为研究车型;根据动力性能要求,对发动机、电动机、发电机、动力电池等关键部件进行选型及参数匹配设计。分析了PHEV动力分配机构的基本组成与工作原理,并对行星齿轮机构进行了动力学研究;根据杠杆模拟理论,建立了太阳轮、齿圈、行星架三者之间的转矩、转速与功率的动力学关系,研究了PHEV在各种行驶工况下各动力部件的运行情况。根据逻辑门限能量管理策略与发动机效率MAP图,设计了电量消耗(CD)和电量保持(CS)模式下能量管理策略的控制规则,建立了能量控制流程图;基于Matlab/Simulink平台,设计了能量控制模式转换器,建立了CD/CS总能量控制模型,其中包括联合驱动模型、充电工作模型和制动模型。使用Advisor软件,建立了PHEV仿真模型,在NEDC和UDDS两种循环工况下,进行了整车能量管理策略仿真,并对仿真结果进行了分析。结果表明:在满足整车动力性要求的前提下,本文设计的能量管理策略可以有效的提高整车燃油经济性能。 【关键词】：插电式混合动力汽车 参数匹配 行星齿轮机构 能量管理控制策略
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 引言8-9
• 1.2 PHEV发展现状9-10
• 1.2.1 国外研究现状9
• 1.2.2 国内研究现状9-10
• 1.2.3 发展趋势10
• 1.3 PHEV能量管理策略10-14
• 1.3.1 能量管理策略概述10-11
• 1.3.2 能量管理策略研究现状11-13
• 1.3.3 能量管理策略存在的问题13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第二章 PHEV动力系统的设计及参数匹配15-27
• 2.1 动力传输系统布局方式及目标性能指标15-18
• 2.1.1 动力传输系统的布局方式的分类15-17
• 2.1.2 PHEV动力系统结构布局的确定17-18
• 2.1.3 PHEV主要性能指标的设置18
• 2.2 动力系统各部件的参数设计18-26
• 2.2.1 发动机选型及参数设计19-20
• 2.2.2 电动机选型及参数设计20-23
• 2.2.3 发电机选型及参数设计23-24
• 2.2.4 动力电池选型与参数设计24-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 PHEV动力分配机构的研究27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 行星齿轮机构概述27-28
• 3.3 行星齿轮机构的动力学分析28-32
• 3.3.1 行星齿轮机构的转速关系28-29
• 3.3.2 行星齿轮机构的转矩关系29-30
• 3.3.3 行星齿轮机构的功率关系30-32
• 3.4 PHEV动力系统工作过程分析32-38
• 3.4.1 动力系统的工作原理32
• 3.4.2 动力系统运行模式分析32-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 PHEV能量管理策略研究39-54
• 4.1 控制策略设计原则39
• 4.2 逻辑门限能量管理策略概述39-43
• 4.2.1 逻辑门限能量管理策略的工作原理39-40
• 4.2.2 逻辑门限值能量管理策略工作方式的分析40-43
• 4.3 PHEV能量管理策略的设计43-50
• 4.3.1 电量消耗阶段能量管理策略设计43-45
• 4.3.2 电量保持阶段能量管理策略的设计45-50
• 4.4 PHEV能量控制模型的建立50-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 PHEV能量管理策略仿真分析54-65
• 5.1 仿真软件选择54
• 5.2 整车模型建立54-55
• 5.3 整车仿真参数设置55-56
• 5.3.1 整车参数文件设置56
• 5.3.2 驱动控制文件设置56
• 5.3.3 其它部件参数设置56
• 5.4 仿真任务设置56-60
• 5.5 仿真结果分析60-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 全文总结与展望65-66
• 6.1 全文总结65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 在校期间获得的荣誉及参与的课题与发表的论文69-70
• 致谢70

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