某款混合动力汽车关键技术研究

【摘要】： 混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,简称HEV)是采用内燃机与电动机混合而成的复合多能源作为整车的动力系统的汽车。相对于传统汽车而言,混合动力电动汽车在保证汽车行驶动力需求的情况下,有效地解决了能源短缺和环境污染问题,在未来具有着广阔的发展前景。 本文以某款混合动力电动汽车为研究对象,在分析串联式、并联式和混联式三种混合动力系统优缺点的基础上,选择了ISG(Integrated Starter Generator)并联式混合动力系统作为该款混合动力汽车的结构方案,并进行了发动机、电机、动力电池等关键总成部件的技术参数匹配。 针对所确定的各关键总成部件,对其进行特性研究,在Matlab/simulink的环境下,建立整车后向仿真模型。其中包括汽车动力学模型、传动系模型、发动机模型、电机模型和动力蓄电池模型,为整车控制策略研究提供了必要的仿真平台。 设计了该款混合动力汽车的开关门限值控制策略,建立了控制策略的模型,并利用整车后向仿真模型对控制策略进行仿真研究,仿真结果表明,该控制策略在满足整车动力性的基础上,使整车的燃油经济性得到了有效地提高。 构建了混合动力系统的模块式试验台架,在该试验台架上对本课题研究的混合动力系统进行起动工况、并行驱动工况和发动机驱动发电三种典型工况试验,然后对整车进行室外的路上动力性与经济性试验。试验结果表明:整车动力性符合设计目标,整车的经济型具有明显的改善。进一步验证了混合动力系统的参数匹配和控制策略设计的合理性。 论文最后归纳了本课题研究的主要工作与创新点,并对混合动力汽车进一步的研究和探讨提出了展望。 【关键词】：并联式混合动力汽车 参数匹配 建模仿真 控制策略 试验
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 课题研究的背景与意义13-14
• 1.2 混合动力汽车的国内外发展概况14-18
• 1.2.1 国外研究概况14-16
• 1.2.2 国内研究概况16-18
• 1.3 本课题研究主要内容与来源18-19
• 1.3.1 本课题研究的主要内容18-19
• 1.3.2 课题来源19
• 1.4 本章小结19-20
• 第二章 混合动力汽车结构选型与参数匹配20-30
• 2.1 概述20
• 2.2 混合动力汽车动力系统的结构特点20-22
• 2.2.1 串联式结构20-21
• 2.2.2 并联式结构21
• 2.2.3 混联式结构21-22
• 2.3 某款混合动力系统的结构选型22-23
• 2.4 混合动力汽车的状态参数与设计目标23
• 2.5 动力系统功率的选择23-27
• 2.5.1 混合动力系统混合度的划分23-24
• 2.5.2 混合动力系统功率的计算24-25
• 2.5.3 动力系统功率匹配与参数确定25-27
• 2.6 动力电池参数的确定27-28
• 2.6.1 动力电池电压等级的确定27
• 2.6.2 动力电池容量的选择27-28
• 2.7 传动比确定28-29
• 2.8 本章小结29-30
• 第三章 混合动力系统特性研究与建模30-44
• 3.1 引言30-31
• 3.2 车辆动力学建模31-34
• 3.3 混合动力系统建模34-43
• 3.3.1 传动系建模34-37
• 3.3.2 发动机建模37-39
• 3.3.3 电机建模39-41
• 3.3.4 电池建模41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 混合动力汽车控制策略研究与仿真分析44-56
• 4.1 概述44
• 4.2 某款混合动力汽车基于规则型逻辑门限控制策略研究44-50
• 4.2.1 控制策略设计循环过程44-45
• 4.2.2 动力总成的工作模式45-47
• 4.2.3 动力总成的控制算法47-48
• 4.2.4 基本规则型控制策略的控制程序流程48
• 4.2.5 控制策略模型48-49
• 4.2.6 混合动力汽车的整车模型49-50
• 4.3 混合动力汽车的仿真结果与分析50-54
• 4.3.1 UDDS 工况50-51
• 4.3.2 仿真结果与分析51-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 混合动力汽车的试验研究56-68
• 5.1 概述56
• 5.2 混合动力系统测试平台的构建56-60
• 5.2.1 测试平台的功能与构建理念56
• 5.2.2 测试平台的结构组成56-57
• 5.2.3 测试平台软硬件的实现57-60
• 5.3 混合动力汽车典型工况试验60-64
• 5.3.1 起动工况试验60-61
• 5.3.2 并行驱动工况试验61-63
• 5.3.3 发动机驱动发电工况试验63-64
• 5.4 整车路上试验64-67
• 5.4.1 整车路上动力性能试验64-66
• 5.4.2 整车路上经济性能试验66
• 5.4.3 试验结果与设计要求的比较66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68
• 6.2 论文主要创新点68-69
• 6.3 进一步展望69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表论文73-74

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