基于瞬时优化的CVT重度混合动力汽车能量管理策略研究

【摘要】：在能源危机和环境污染愈演愈烈的时代背景下，新能源汽车因其低油耗、低排放的特点成为未来汽车的主要发展方向。然而受电池技术的限制，纯电动汽车在短时间内难以取得突破性进展，因此混合动力汽车成为各国争相研究的热点。 无级变速器（CVT，Continuously Variable Transmission）能根据车速和负载的变化，连续改变速比，使汽车具有良好的平顺性。通过改变速比可以调节发动机和电机的工作点，使各部件工作在高效区，因此CVT正受到人们越来越多的青睐。 混合动力汽车能量管理策略是影响整车燃油经济性的关键因素之一，主要包括两方面内容：一是确定多能源动力系统各运行模式的转入切换条件，二是确定系统在指定的运行模式下，多能源动力总成各部件运行区域的匹配关系。因此，能量管理策略是混合动力汽车的核心技术，一直是各研究单位和企业的研究重点。 本文以装配CVT的重度混合动力汽车为研究对象，主要进行了以下工作： ①在台架试验基础上，采用理论建模和实验建模相结合的方法，建立发动机油耗模型和效率模型、ISG电机效率模型、电池充放电模型以及CVT效率模型。 ②为了计算纯电动模式和电机助力模式下的系统综合效率，需知电能和燃油间的转化关系。基于电池中电能来源的分析，分别计算各部分所占比例，最终得系统油电转换系数。 ③考虑电池性能和循环寿命，制定电荷消耗型和电荷增长型两种不同驱动方案。基于发动机、ISG电机、电池和传动系统的效率，建立不同驱动方案下的系统效率优化模型，以瞬时系统效率最优为目标，确定各驱动模式的划分和各模式下的转矩分配以及CVT的目标速比。 ④基于混合动力汽车制动时动力学分析，结合ECE法规要求，制定汽车前后轮制动力分配控制策略；以瞬时电池能量回收最大化为优化目标，建立系统能量回收模型，优化后得再生制动过程中，发电机的最优转矩控制和CVT目标速比控制。在此基础上，综合考虑电池SOC及制动强度，建立CVT混合动力汽车在制动工况下的控制策略。 ⑤基于Matlab/simulink平台，建立CVT重度混合动力汽车后向仿真模型。在NEDC工况下，采用本文提出的能量管理策略，进行循环仿真。通过对比分析表明，采用本文制定的控制策略能有效提高整车的燃油经济性，且可控制电池SOC在合理的工作范围内变化。 【关键词】：混合动力汽车 无级变速器 系统效率 能量管理策略 建模与仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 混合动力汽车研究背景及意义8-9
• 1.2 混合动力汽车发展状况9-13
• 1.2.1 混合动力汽车分类9-10
• 1.2.2 国外混合动力汽车发展现状10-11
• 1.2.3 国内混合动力汽车发展现状11-12
• 1.2.4 无级变速器发展现状12-13
• 1.2.5 CVT 混合动力汽车发展现状13
• 1.3 混合动力汽车能量管理策略研究现状13-16
• 1.3.1 混合动力汽车能量管理策略研究背景13-14
• 1.3.2 国内外能量管理策略研究现状14-15
• 1.3.3 国内外再生制动策略研究现状15-16
• 1.4 本文的研究内容16-18
• 2 CVT 重度混合动力汽车结构及关键部件数值模型18-32
• 2.1 CVT 重度混合动力系统结构及其参数18-20
• 2.1.1 CVT 重度混合动力系统结构18-19
• 2.1.2 CVT 重度混合动力汽车主要参数19-20
• 2.2 CVT 重度混合动力汽车关键部件数值模型20-30
• 2.2.1 发动机数值模型20-23
• 2.2.2 ISG 电机数值模型23-24
• 2.2.3 电池模型24-27
• 2.2.4 CVT 效率数值模型27-30
• 2.3 汽车纵向动力学模型30
• 2.4 本章小结30-32
• 3 CVT 重度混合动力汽车驱动工况能量管理策略32-48
• 3.1 CVT 重度混合动力汽车驱动方案的选择32-33
• 3.1.1 驱动工作模式32
• 3.1.2 驱动方案的选择32-33
• 3.2 电荷增长型驱动方案的系统综合效率及其优化33-40
• 3.2.1 方案 B 下的系统综合效率34-35
• 3.2.2 方案 B 下的系统综合效率优化35-40
• 3.3 油电转换系数40-41
• 3.4 电荷消耗型驱动方案系统综合效率及其优化41-47
• 3.4.1 方案 A 下的系统综合效率41-42
• 3.4.2 方案 A 下的系统综合效率优化42-47
• 3.5 本章小结47-48
• 4 CVT 重度混合动力汽车制动工况能量管理策略48-58
• 4.1 汽车制动过程中前后轮制动力分配48-52
• 4.1.1 制动过程中的动力学分析48-49
• 4.1.2 汽车前后轮制动力分配49-52
• 4.2 再生制动系统优化52-54
• 4.2.1 电机制动力分析52
• 4.2.2 再生制动系统优化52-54
• 4.3 混合动力汽车制动控制策略54-56
• 4.3.1 混合动力汽车制动力分配控制54-55
• 4.3.2 工况统计分析55-56
• 4.4 本章小结56-58
• 5 CVT 重度混合动力汽车能量管理策略仿真分析58-72
• 5.1 整车建模58-60
• 5.1.1 仿真方法简介58-59
• 5.1.2 混合动力汽车整车建模仿真59-60
• 5.2 系统仿真分析60-70
• 5.2.1 一次循环仿真分析60-69
• 5.2.2 多次循环仿真分析69-70
• 5.2.3 燃油经济性评价70
• 5.3 本章小结70-72
• 6 总结与展望72-74
• 6.1 全文内容总结72-73
• 6.2 研究展望73-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-80
• 附录80

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

混合动力汽车能量管理策略的四步骤设计方法    朱元,田光宇,陈全世,吴昊

燃料电池混合动力客车整车控制策略    曹桂军;卢兰光;李建秋;何彬;欧阳明高;

混合动力汽车补偿模糊神经网络能量管理策略    陈慧勇;吴光强;

四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真    杜爱民;冯旭云;

混合动力汽车扭矩管理策略    童毅,张俊智,欧阳明高

混联型混合动力汽车能量管理策略优化    舒红;刘文杰;袁景敏;高银平;

并联混合动力汽车的能量管理策略    祝超群;郭戈;

油电并联混合动力系统能量管理策略研究    邓文娟;吴彤峰;谢冰;

插电式混合动力汽车能量管理策略多目标优化    张松;吴光强;郑松林;

燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车能量控制策略研究    李志峰;

一种混合动力汽车驱动控制研究    严世榕;洪亮;

混合动力汽车及其关键技术综述    李正浩;鲁植雄;

混合动力汽车的发展与应用    文少波;邹政耀;

一种并联型混合动力汽车控制系统研究    刘昌锦;岳伟甲;乐群;

准“绿色”混合动力汽车与环境保护    李军;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

钢带CVT油的现状和未来的省油耗CVT油    Ichihashi Toshihiko;Ikeda Toshiki;赵强;

电子及计算机技术在混合动力汽车电池测试系统中的应用    曾小华;王庆年;宋大凤;李静;林林;

我省无级变速器(CVT)的发展现状    刘华军;

美国汽车角逐混合动力汽车市场（下）    峻岭

混合动力汽车驶入百姓生活    本报记者 谢莉葳 实习生 李玥林

2至3年,混合动力汽车将成市场主流    记者 范建

美国汽车角逐混合动力汽车市场（上）    峻岭

“重庆造”混合动力汽车跻身世界先进行列    记者 关媛媛

重庆政府采购自主研发混合动力汽车    记者刘阳子

油电混合动力汽车在美国大行其道    魏薇

混合动力汽车技术取得新突破    记者 李文峰　通讯员 夏伟雄 刘亚鹏

新能源元年从“弱混”开启”    本报记者 金丽媛

发展混合动力汽车刻不容缓    木子风

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究    刘乐

插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究    张冰战

单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究    彭志远

串联型液压混合动力汽车的能量管理策略研究    冯代伟

桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究    李晓甫

混合动力汽车控制系统设计与仿真    何海

ISG柴电混合动力汽车多能源管理策略研究    钟虎

并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究    吴剑

并联型混合动力汽车能量管理策略研究    舒红

混合动力电动客车的研究    程自珠

基于行驶工况的混合动力汽车参数匹配、控制策略研究及仿真平台搭建    张桂连

基于瞬时优化的CVT重度混合动力汽车能量管理策略研究    巩慧

基于LabVIEW的混合动力汽车驱动系统的研究    邓娟

并联式混合动力汽车控制策略研究    岳淑彪

串联式Plug-in混合动力汽车能量管理控制策略研究    祝毅

PLUG-IN并联混合动力城市客车电功率比研究    姚佳

Plug-in混合动力汽车控制策略研究    杨攀

混合动力电动汽车能量管理系统模糊控制策略    王聪慧

混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真    蒲斌