双轴并联混合动力汽车的实时仿真技术研究

【摘要】：混合动力汽车采用不同能量转换装置作为混合动力源,已经成为解决环境污染和能源短缺最具市场潜力的车型之一。许多国家的政府部门、汽车公司和零部件厂商都投入巨资进行混合动力汽车的研制开发以及关键技术研究,目前已有多种产品问世。“十五”期间,科技部也把混合动力汽车项目列为863计划电动汽车重大专项的主要攻关技术之一。作者单位在863 计划中与整车生产厂共同承担“混合动力城市公交客车的研制开发”项目,同时独立承担“混合动力城市公交客车的多能源动力总成控制系统研制开发”项目。本文研究内容是上述项目配套的研究之一,围绕混合动力汽车的实时仿真技术开展研究工作。 混合动力汽车采用多个车载能量源,其结构十分复杂。整车及动力系统的优化是整车集成需要解决的关键问题,而实时仿真技术则是对整车及动力系统进行研究的重要手段。 在实时仿真方面,采用基于dSPACE 的仿真软件和硬件在环仿真技术,构建了混合动力汽车动力系统的实时仿真平台,从而为整车及动力系统的设计、控制算法的实现与验证提供了一个综合的实时开发环境。探讨了仿真建模过程中经常遇到的代数环问题及其成因,提出了相应的解决措施。在此基础上,构建了整车及动力系统得实时仿真模型。 本文的研究内容是承担的863 项目的关键技术环节,研究成果为混合动力汽车的控制系统以及整车开发奠定了基础,是形成自主开发能力所必须掌握的关键技术之一,也是本文研究内容所具有的重要意义所在。 【关键词】：并联混合动力汽车 实时仿真 系统建模 硬件在环仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 第一章 绪论9-15
• 1.1 混合动力城市客车及其发展9-10
• 1.2 混合动力汽车集成的关键技术10-12
• 1.2.1 混合动力汽车的结构10-11
• 1.2.2 整车与动力系统集成的关键技术11-12
• 1.3 仿真技术12-13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第二章:混合动力汽车实时仿真软硬件的研究15-28
• 2.1 混合动力汽车的仿真技术15-17
• 2.1.1 仿真的基本概念15-16
• 2.1.2 后向仿真与前向仿真16-17
• 2.2 实时仿真平台的需求分析17-21
• 2.2.1 仿真对象描述17-20
• 2.2.1.1 双轴并联混合动力总成的部件组成及工作原理18-20
• 2.2.2 需求分析20-21
• 2.3 总体方案设计21-23
• 2.3.1 Simulink 技术简介与应用21-22
• 2.3.2 基于 Matlab/Simulink 的dSPACE 组件式实时仿真系统22-23
• 2.3.3 本文所采取的技术路线23
• 2.4 硬件体系结构23-27
• 2.4.1 CAN 总线数据通信技术24-26
• 2.4.1.1 CAN 总线简介24-25
• 2.4.1.2 混合动力汽车 CAN 总线在混合动力汽车上的应用..25-26
• 2.4.2 驾驶员操作环境26-27
• 2.5 本章小节27-28
• 第三章 整车与动力系统的实时仿真建模研究28-49
• 3.1 建模与因果关系28-30
• 3.1.1 数学模型与因果关系29
• 3.1.2 仿真模型与因果关系29
• 3.1.3 代数环29-30
• 3.2 动力系统仿真模型基本思路30-31
• 3.3 发动机模型31-36
• 3.3.1 发动机的数学模型32-35
• 3.3.1.1 扭矩数学模型32-33
• 3.3.1.2 数据处理方法33-35
• 3.3.2 发动机的仿真模型35
• 3.3.3 仿真结果分析35-36
• 3.4 异步电动机的动态仿真模型36-38
• 3.4.1 异步电机的数学模型36-37
• 3.4.2 异步电机的仿真模型37-38
• 3.5 蓄电池模型38-40
• 3.5.1 蓄电池的参数模型38-39
• 3.5.2 蓄电池的仿真模型39-40
• 3.5.3 蓄电池的参数选取40
• 3.6 动力传动系统的模型40-46
• 3.6.1 变速器模型40-44
• 3.6.1.1 转速计算模型40-41
• 3.6.1.2 扭矩计算模型41
• 3.6.1.3 换档控制策略41-43
• 3.6.1.4 变速器的仿真模型43
• 3.6.1.5 变速器的仿真结果分析43-44
• 3.6.2 动力分配装置实时仿真模型44-45
• 3.6.3 后桥驱动实时仿真模型45
• 3.6.4 车轮实时仿真模型45-46
• 3.7 整车系统模型46-48
• 3.7.1 整车的数学模型46-47
• 3.7.2 整车的仿真模型47
• 3.7.3 整车的仿真结果47-48
• 3.8 本章小节48-49
• 第四章 并联混合动力汽车硬件在环仿真研究和应用49-60
• 4.1 并联混合动力的硬件在环仿真49-53
• 4.1.1 硬件在环仿真系统结构及原理49-50
• 4.1.2 HILS 系统硬件设计50-52
• 4.1.3 HILS 系统软件设计52-53
• 4.1.3.1 控制逻辑与控制策略52-53
• 4.1.3.2 监控系统软件53
• 4.2 控制器硬件在环仿真的应用53-57
• 4.3 整车控制器硬件在环仿真的实际应用57-59
• 4.3.1 一汽检测中心的控制器EMC 试验57-58
• 4.3.1.1 试验依据57
• 4.3.1.2 检验项目57
• 4.3.1.3 检验结果57-58
• 4.3.2 天津检测中心控制环境试验58-59
• 4.3.2.1 检验依据58
• 4.3.2.2 检验项目58
• 4.3.2.3 检验结果58-59
• 4.4 本章小节59-60
• 第五章 全文总结和研究展望60-62
• 参考文献62-66
• 中文详细摘要66-68
• ABSTRACT68-70
• 致 谢70-71
• 导师及作者简介71

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