混合动力汽车驱动系统控制策略的研究

【摘要】： 随着资源日益匮乏、环境污染越来越严重、汽车保有量的持续增加以及人们对环保的重视,特别是石油价格的走高,混合动力汽车已成为现有技术条件下发展环保节能车辆的首选,并且已经大规模商品化,但是混合动力汽车的核心技术,特别是驱动系统的控制策略还有待深入研究。 根据驱动系统的配置和组合方式不同,可将混合动力汽车分为串联式、并联式和混联式3种结构形式。不同的结构形式具备不同的特性,相应的控制策略也有所不同,适合的道路工况也有所区别,因此可以依据实际情况,选用适合的结构形式和控制策略以实现较好的燃油经济性与排放性能,进而满足相关法规对车辆性能的要求。 控制策略可依照驾驶员的意志与行驶工况,将各部件之间的能量流动进行协调与合理分配,降低油耗与排放。控制策略不但要实现最佳的燃油经济性、降低排放和不降低整车性能等目标,而且还要兼顾各部件的可靠性、蓄电池寿命和整体成本等重要因素。 本文首先介绍了混合动力汽车研究现状和应用各种策略的实际车型,然后分析了各种结构模式的混合动力汽车的工作模式、能量流动以及特性,接着介绍了控制策略的研究现状,结合实例论述各种控制策略的优缺点。对电动汽车仿真软件ADVISOR作了简要的介绍,说明了其工作原理、各种界面、各部件模型的参数输入和修改以及软件的设置和使用方法,利用电动汽车仿真软件ADVISOR中的原有整车模型,修改相应的模块和参数后对并联式混合动力汽车的基线控制策略、实时控制策略和模糊控制策略进行了仿真和分析,结合实例丰田PRIUS对混联式混合驱动系统控制策略进行了仿真和分析。 最后,分析了发动机的频繁开启和关闭对混合动力汽车的影响,说明了造成产生这些影响的原因以及这些影响对车辆性能的损害情况,并提出了针对这些影响的发动机优化控制策略。 【关键词】：混合动力 控制策略 驱动模式 能量流动 仿真 优化控制
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-8
• 第1章 前言8-15
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 混合动力汽车综述9-12
• 1.2.1 混合动力汽车的优点9
• 1.2.2 混合动力汽车的缺点9
• 1.2.3 混合动力汽车的结构形式9-12
• 1.3 混合动力汽车研究与发展现状12-14
• 1.3.1 国外的研究和发展状况12-13
• 1.3.2 国内研究和发展情况13-14
• 1.4 我国发展混合动力汽车的机遇和挑战14
• 1.5 本章小结14-15
• 第2章 混合动力汽车的工作模式及原理15-20
• 2.1 串联式混合动力汽车的工作模式及原理15-16
• 2.2 并联式混合动力汽车的工作模式及原理16-17
• 2.3 混联式混合动力汽车的工作模式及原理17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 混合驱动系统控制策略的研究状况20-25
• 3.1 串联式混合驱动系统控制策略的研究状况20-21
• 3.2 并联式混合驱动系统控制策略的研究状况21-22
• 3.3 混联式混合驱动系统控制策略的研究状况22-24
• 3.4 本章小结24-25
• 第4章 电动汽车仿真软件ADVISOR介绍25-34
• 4.1 ADVIOR的界面简介25-27
• 4.1.1 车辆参数输入界面25-26
• 4.1.2 仿真设置界面26-27
• 4.1.3 仿真结果界面27
• 4.2 ADVISOR的基础功能介绍27-28
• 4.3 ADVISOR的文件构成28-29
• 4.4 ADVISOR中并联式驱动系统的模块分析29-33
• 4.4.1 车辆整车模块分析29-30
• 4.4.2 发动机模块30-31
• 4.4.3 控制器和电机模块31-32
• 4.4.4 能量存储系统模块32-33
• 4.4.5 转矩耦合器模块33
• 4.5 本章小结33-34
• 第5章 混合动力汽车驱动系统控制策略分析34-46
• 5.1 并联式混合动力车控制策略的比较分析34-40
• 5.1.1 基线控制策略34-35
• 5.1.2 实时控制策略35-36
• 5.1.3 模糊控制策略36-38
• 5.1.4 仿真结果比较38
• 5.1.5 基本性能比较38
• 5.1.6 排放性能比较38-39
• 5.1.7 基线控制策略与实时控制策略结果比较39
• 5.1.8 模糊控制与基线控制策略结果比较39-40
• 5.1.9 运算时间比较40
• 5.2 混联式混合驱动系统控制策略分析40-45
• 5.2.1 丰田PRIU混合驱动系统40-43
• 5.2.2 丰田PRIUS控制策略仿真分析43-45
• 5.3 本章小结45-46
• 第6章 混合动力汽车发动机控制策略优化研究46-52
• 6.1 发动机频繁开启/关闭对混合动力汽车的影响46-49
• 6.1.1 发动机频繁开启/关闭的工作特性46
• 6.1.2 开启/关闭时排放特性46-47
• 6.1.3 对燃油经济性的综合评价的影响47-48
• 6.1.4 对排放的影响48
• 6.1.5 对操纵稳定性的影响48-49
• 6.1.6 对汽车平顺性的影响49
• 6.2 优化混合动力模式下的发动机效率49-51
• 6.3 本章小结51-52
• 第7章 总结与展望52-54
• 7.1 全文总结52-53
• 7.2 展望53-54
• 参考文献54-57
• 附录:攻读硕士学位期间发表的论文57-58
• 致谢58

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