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插电式CVT混合动力汽车再生制动控制策略研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 16:54:31
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插电式CVT混合动力汽车再生制动控制策略研究【摘要】:混合动力汽车与传统汽车相比的一个显著特征就是具有再生制动功能。在车辆制动或减速过程中,车辆所需的部分制动力通过再生制动产生,在

【摘要】:混合动力汽车与传统汽车相比的一个显著特征就是具有再生制动功能。在车辆制动或减速过程中,车辆所需的部分制动力通过再生制动产生,在满足制动安全性的条件下,这一部分制动能量通过电动机/发电机转化为电能,储存到蓄电池组中实现制动能量回收。这样可以实现车辆制动和减速,又可以有效地降低车辆的燃油消耗和排放,而且还可以减少摩擦片的磨损。 在插电式CVT混合动力汽车进入制动工况时,利用CVT的速比连续变化特性,通过调节CVT速比使电机转速连续变化,从而可以使电机工作在发电的高效区域,最大限度地回收制动能量。本文以某款插电式CVT混合动力汽车为研究对象,对混合动力再生制动系统进行了理论分析和仿真研究,取得了如下结果: ①基于对传统汽车制动动力学的分析,综合考虑锂电池组的快速充电特性、ISG电机的高效发电特性和发动机反拖制动对再生制动系统的影响,比较了制动力分配策略,制定了插电式CVT混合动力汽车制动力分配控制策略。 ②对插电式混合动力汽车的结构进行了对比,分析了再生制动系统的结构和再生制动的影响因素,选取了插电式混合动力汽车再生制动系统性能的评价指标,为后续的仿真和分析奠定了基础。 ③分析了锂电池的快速充电特性,考虑了温度和SOC对电池充电效率的影响,综合考虑ISG电机的效率特性,获取了电池电机联合高效工作曲线,并据此确定CVT速比控制目标,制定了制动时基于电池电机联合高效工作的CVT速比控制策略。 ④通过对插电式混合动力样车再生制动系统的结构组成和工作特点分析,基于能量传递路径采用理论建模与数值建模相结合的方法,在Matlab/Simulink仿真环境下建立了插电式CVT混合动力汽车再生制动系统的后向仿真模型。 ⑤在常规制动工况和典型城市驱动循环工况下对所提出考虑温度和SOC的电池电机联合高效工作的再生制动控制策略进行仿真,并与仅考虑电机单独高效工作的结果进行对比。仿真结果表明本文的再生制动控制策略可以满足制动安全性的要求,同时,电池电机联合高效工作时的发电效率高于电机单独高效工作时的发电效率,制动能量回收率也较高。 【关键词】:插电式CVT混合动力汽车 再生制动 控制策略 仿真分析
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U469.7;U463.5
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-9
  • 1 绪论9-17
  • 1.1 混合动力汽车概述9-12
  • 1.1.1 混合动力汽车的研究背景和意义9-10
  • 1.1.2 混合动力汽车的分类和特点10-11
  • 1.1.3 插电式混合动力汽车的发展现状11-12
  • 1.2 混合动力汽车再生制动系统的研究背景和技术现状12-16
  • 1.2.1 再生制动系统的研究背景12-14
  • 1.2.2 再生制动技术的研究现状14-16
  • 1.3 本课题的研究意义和主要内容16-17
  • 1.3.1 本课题的来源和研究意义16
  • 1.3.2 本课题研究的主要内容16-17
  • 2 插电式 CVT 混合动力汽车结构与再生制动系统研究17-25
  • 2.1 插电式混合动力汽车17-19
  • 2.1.1 串联式 PHEV 结构17-18
  • 2.1.2 并联式 PHEV 结构18-19
  • 2.1.3 混联式 PHEV 结构19
  • 2.2 PHEV 再生制动系统分析19-22
  • 2.2.1 PHEV 再生制动系统结构20-21
  • 2.2.2 再生制动的限值条件21-22
  • 2.3 再生制动系统评价指标22-23
  • 2.4 本章小结23-25
  • 3 插电式 CVT 混合动力汽车制动力分配控制策略25-43
  • 3.1 汽车制动过程中的动力学计算分析25-33
  • 3.1.1 汽车制动动力学分析25-27
  • 3.1.2 汽车制动时的理想制动力分配27-29
  • 3.1.3 具有固定比值的前、后制动器制动力分配29
  • 3.1.4 变比值制动器制动力分配29-33
  • 3.2 混合动力汽车制动过程中的整车制动力分析33-36
  • 3.2.1 发动机制动34-35
  • 3.2.2 电机再生制动35-36
  • 3.3 插电式 CVT 混合动力汽车制动力分配控制策略36-42
  • 3.3.1 基于最大化能量回收的制动力分配控制策略37-39
  • 3.3.2 定比例制动力分配控制策略39-42
  • 3.4 本章小结42-43
  • 4 基于电池电机联合高效发电的 CVT 速比控制策略43-61
  • 4.1 插电式混合动力汽车锂电池效率特性分析43-51
  • 4.1.1 锂离子电池工作原理43-44
  • 4.1.2 锂离子电池的工作特性44-47
  • 4.1.3 表征锂离子电池性能的工作参数47-50
  • 4.1.4 锂离子电池的效率分析50-51
  • 4.2 ISG 电机工作原理和发电效率特性分析51-53
  • 4.2.1 ISG 电机特点51-52
  • 4.2.2 ISG 电机工作特性52-53
  • 4.3 电池/电机联合效率53-57
  • 4.3.1 电池/电机联合效率特性分析53-55
  • 4.3.2 电池/电机联合效率优化工作曲线55-57
  • 4.4 CVT 速比控制策略57-58
  • 4.5 本章小结58-61
  • 5 PHEV 再生制动系统仿真建模与分析61-83
  • 5.1 PHEV 再生制动系统建模思路61-62
  • 5.2 PHEV 再生制动系统建模62-70
  • 5.2.1 发动机模型62-63
  • 5.2.2 锂电池模型63-66
  • 5.2.3 ISG 电机模型66-67
  • 5.2.4 CVT 模型67-68
  • 5.2.5 整车动力学模型68-69
  • 5.2.6 再生制动控制模型69-70
  • 5.3 PHEV 再生制动系统在常规制动工况下的仿真与分析70-75
  • 5.3.1 30km/h 初始制动车速下的仿真分析71-73
  • 5.3.2 60km/h 初始制动车速下的仿真分析73-75
  • 5.4 PHEV 再生制动系统在典型城市循环工况下的仿真与分析75-80
  • 5.4.1 PHEV 在 ECE+EUDC 驱动循环工况下的仿真分析76-77
  • 5.4.2 PHEV 在 1015 驱动循环工况下的仿真分析77-78
  • 5.4.3 PHEV 在 UDDS 驱动循环工况下的仿真分析78-79
  • 5.4.4 PHEV 仿真结果分析79-80
  • 5.5 本章小结80-83
  • 6 结论与展望83-85
  • 6.1 论文总结83
  • 6.2 论文展望83-85
  • 致谢85-87
  • 参考文献87-91
  • 附录91
  • A. 作者在攻读学位期间发表的论文或专利目录91
  • B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录91


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