基于虚拟开发平台的混合动力汽车匹配优化

【摘要】：随着全球能源紧缺与环境污染问题的日益突出，开发节能和减排的新能源汽车成为汽车工业发展的重要任务。混合动力汽车融合了内燃机汽车和电动汽车的优点，是解决能源和环境问题的有效手段之一，也是当今汽车发展的重要方向。本文以国家“十二五”863计划项目为依托，围绕混合动力城市客车的动力系统构型、动力系统参数匹配、在虚拟开发平台上进行匹配参数优化和驾驶员在环的车辆性能仿真试验等关键环节开展研究工作。 混合动力汽车动力系统结构形式决定了车辆节能减排空间和工程实现难易程度，本文依据混合动力城市客车的研发需求和工况特征，选取了单轴并联双离合混合动力系统。对发动机、电机和动力电池等关键部件进行选型与建模，在AVL-CRUISE环境下搭建整车仿真模型，并通过基准车仿真结果与试验结果对比分析来间接验证仿真模型的有效性。 通过城市客车的行驶特点和工况分析，依据设计指标将工况分为特征工况、典型循环工况和工况适应性，并结合各动力源部件的工作特点对单轴并联双离合混合动力系统进行参数匹配和性能仿真分析。 搭建电动客车动力系统虚拟开发平台，在图形化建模和离线仿真阶段，可以在控制算法保证前提条件下对整车匹配参数进行优化。在快速控制原型阶段，对优化匹配后的整车性能进行驾驶员在环实时仿真试验验证。 为保证整车的最佳燃油经济性，在虚拟开发平台上对动力系统主要匹配参数如发动机功率、电机额定功率、动力电池组容量和主减速比等进行优化，采用多学科优化软件Isight集成Matlab/Simulink和AVL-CRUISE到同一环境下，并基于Multi-Island GA和NLPQL建立组合优化算法进行优化，寻求最佳燃油经济性匹配组合。 为验证优化匹配的合理性，在虚拟开发平台上进行驾驶员和控制器在环仿真试验，对匹配的动力性和经济性进行实时试验验证，采用基于MC9S12DG256的实车控制器，通过实时仿真试验为整车动力系统匹配性能提供评价。 本文研究成果涉及整车混合动力系统匹配研究的核心，对掌握混合动力汽车参数匹配关键技术，形成最佳整车匹配性能，具有重要指导意义和现实价值。 【关键词】：混合动力系统 工况分析 参数匹配 虚拟开发平台 参数优化 性能仿真试验
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 混合动力汽车概述9-10
• 1.1.1 混合动力汽车定义和原理9-10
• 1.1.2 混合动力汽车节能途径10
• 1.2 混合动力系统研究现状10-13
• 1.2.1 参数匹配研究现状10-12
• 1.2.2 控制策略研究现状12
• 1.2.3 整车开发现状12-13
• 1.3 论文选题意义和主要研究内容13-15
• 1.3.1 论文选题意义13-14
• 1.3.2 论文主要研究内容14-15
• 第2章 混合动力系统构型与整车建模15-40
• 2.1 混合动力系统构型研究15-24
• 2.1.1 机电耦合系统研究15-18
• 2.1.2 混合动力客车主要构型18-23
• 2.1.3 混合动力系统构型确定23-24
• 2.2 混合动力系统关键部件选型24-27
• 2.2.1 发动机选型24-25
• 2.2.2 电机选型25
• 2.2.3 动力电池选型25-26
• 2.2.4 变速箱选型26-27
• 2.3 混合动力客车建模27-36
• 2.3.1 整车纵向动力学模型27-29
• 2.3.2 发动机模型29-30
• 2.3.3 电机模型30-33
• 2.3.4 动力电池组模型33-35
• 2.3.5 变速箱模型35-36
• 2.4 模型验证36-39
• 2.4.1 模型验证方法37
• 2.4.2 整车试验验证37-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第3章 混合动力系统参数匹配40-59
• 3.1 城市客车行驶工况研究40-44
• 3.1.1 城市工况分析40
• 3.1.2 城市客车工况分析40-44
• 3.2 动力系统参数匹配44-52
• 3.2.1 整车总功率需求44-46
• 3.2.2 发动机参数匹配46-47
• 3.2.3 电机参数匹配47-49
• 3.2.4 动力电池组参数匹配49-51
• 3.2.5 传动系参数匹配51-52
• 3.3 性能仿真分析52-58
• 3.3.1 整车仿真模型和控制策略52-55
• 3.3.2 动力性分析55-56
• 3.3.3 经济性分析56-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第4章 电动客车动力系统虚拟开发平台59-65
• 4.1 虚拟开发平台59-60
• 4.2 离线仿真优化60-61
• 4.2.1 Isight 优化软件60
• 4.2.2 集成优化平台60-61
• 4.3 驾驶员在环车辆性能仿真试验61-64
• 4.3.1 车辆性能仿真实验台组成62-63
• 4.3.2 车辆性能仿真实验台功能63-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第5章 混合动力系统参数优化65-74
• 5.1 动力系统参数优化65-67
• 5.1.1 优化函数65-66
• 5.1.2 优化变量66
• 5.1.3 约束条件66-67
• 5.2 优化算法67-69
• 5.2.1 多岛遗传算法67
• 5.2.2 序列二次规划法67-68
• 5.2.3 组合优化算法68-69
• 5.3 离线优化匹配结果69-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第6章 驾驶员在环车辆性能仿真试验74-80
• 6.1 整车仿真试验74-76
• 6.1.1 动力性仿真试验74-75
• 6.1.2 经济性仿真试验75-76
• 6.2 仿真试验结果分析76-79
• 6.2.1 动力性分析76-77
• 6.2.2 经济性分析77-79
• 6.3 本章小结79-80
• 第7章 结论与展望80-82
• 7.1 全文总结80-81
• 7.2 工作展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 攻读硕士学位期间的研究成果87

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

混合动力电动汽车机电耦合系统归类分析    高建平;何洪文;孙逢春;

混合动力汽车的发展现状及其关键技术    张卫青;

混合动力汽车及关键技术综述    程艳;

基于正交实验方法的SHEB动力系统参数优化    赵韩;代康伟;张炳力;江昊;

混合动力电动汽车行驶工况分析与识别    罗玉涛;胡红斐;沈继军;

基于车辆循环工况并联混合动力汽车感应电机额定功率和效率的匹配    王伟;王庆年;王鹏宇;于远彬;

并联混合动力电动汽车动力系统的参数匹配    彭涛,陈全世,田光宇,李海晨

电流输入电动汽车电池等效电路模型的比较    林成涛;仇斌;陈全世;

混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势    于秀敏;曹珊;李君;高莹;杨世春;钟祥麟;孙平;

基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化    张昕;宋建峰;田毅;张欣;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

基于循环工况的城市公交客车动力传动系统参数研究    孙宏图

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真    刘灵芝;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

水平铅酸电池的实验研究与性能分析    何士娟,张承宁,彭连云,孙逢春,谭建

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

电驱动车辆双电机协调控制研究    李巍,张承宁

车用锂离子电池充放电性能及应用研究    魏跃远,林逸,林程,王震坡,何洪文

电动汽车续驶里程能量计算和影响因素分析    徐贵宝,王震坡,张承宁

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

ADVISOR仿真软件及其在电动汽车仿真中的应用    张云;张承慧;

基于前驱动桥的电动汽车耦合振动研究    薛玉春;薛震;张义民;

电动汽车用永磁同步电机铁耗分析    徐福增;沈启平;韩雪岩;唐任远;

电动汽车锂离子电池管理系统设计    张国红;崔纳新;樊娟娟;

电动汽车用轮式驱动电机的研究    崔淑梅;吴世华;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

旋流自吸泵设计及内部流动研究    王春林

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究    田毅

基于FlexRay总线的线控转向系统双电机控制方法研究    何磊

双离合器式自动变速器控制品质评价与优化    张建国

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

微网谐波振及电压暂降的评估与控制    雷之力

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

混合动力电动汽车电机驱动控制研究    杨崔

导电聚苯胺在超级电容器中的应用研究    邹武元

电动汽车大功率智能充电器的若干关键技术的研究    姚文贤

并联混合动力汽车动力系统模糊优化控制策略的研究    卢显凎

混合动力汽车电机驱动控制的研究    尤磊

BSG混合动力汽车同步电机磁场定向控制系统的研究    贾成禹

混合动力电动汽车再生制动控制策略研究    张宇

现代电动汽车电源系统研究    程灯亮

永磁同步电机无位置检测器的自抗扰控制算法研究    尹文洁

混合电动汽车的技术现状    杨为琛,孙逢春

混合动力电动大客车的技术现状    余晓江,何洪文,孙逢春

串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真    成森,孙业保,耿东,杨为琛,孙逢春

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

BJD6100-EV型电动公交车直流驱动系统研究    孙逢春,杨为琛,张承宁

电动轿车机电传动系统的匹配计算与仿真    翟丽;孙逢春;

串联式混合动力客车制动能量回收的研究    刘凌;李雪峰;汪伟;唐广笛;

电动汽车技术发展趋势及前景    杨孝纶;刘晓康;汪斌;

混合动力节能汽车研究现状及发展趋势    杨德亮;

    张菁

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

混合动力城市客车控制策略与试验研究    王保华

混杂系统建模与控制方法研究    张悦

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

混合动力轿车再生制动系统研究    王鹏宇

车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究    杜常清

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究    王伟

基于Simulink/Stateflow模型的成员开发环境的研究    田新华

电动汽车能量和传动系统性能仿真研究    杨祖元

串联式混合动力电动客车动力系统建模与仿真    汪新云

直接转矩控制系统的集成智能控制    王欣

混合动力汽车试验台架的研究与开发    李战龙

混合动态系统控制综合方法研究    邹明能

ISG型混合动力长安汽车关键技术研究    杨雪梅

ISG型轻度混合动力汽车动力传动系的匹配与仿真研究    杨伟斌

并联混合动力客车控制策略研究    刘金玲

串联式混合动力电动汽车经济性研究    赵世科

混合动力汽车是通往零排放梦想的桥梁    Paul Newton;

基于Matlab/Simulink环境四轮驱动混合动力汽车建模与仿真    马竞展,左曙光,何志生

混合动力汽车的发展趋势及发展前景    陆奇志;马尔旦;百合提努尔;

ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真    刘灵芝;

混合动力电动汽车有望成为汽车工业的主导产品    肖艳;

应用复合电源的轻度混合动力汽车的参数匹配    于远彬;王庆年;王伟华;曾小华;

混合动力汽车动力电池组参数匹配    王喜明;郭志军;李忠利;高建平;李翠平;王长新;

并联混合动力汽车驱动系参数匹配    张忠伟;文建辉;

混合动力车用飞轮电池可行性分析及性能仿真    郭晋晟;王家明;马兹林;杨林;

双排行星齿轮机构在混合动力汽车上的应用研究    魏跃远,林逸,林程,何洪文

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;

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;

一种混合动力汽车驱动控制研究    严世榕;洪亮;

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

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;

混合动力汽车发展研究    杨永春;

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;

并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究    刘涵;高俊涛;

重庆政府采购自主研发混合动力汽车    记者刘阳子

“重庆造”混合动力汽车跻身世界先进行列    记者 关媛媛

混合动力汽车：新能源成功之“桥”    程振彪

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

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

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

ISG柴电混合动力汽车多能源管理策略研究    钟虎

混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究    于海芳

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究    王伟

ISG混合动力汽车能量优化管理策略研究    吴迪

基于双离合器的插电式MPV混合动力系统匹配技术研究    李振磊

单电机重度混合动力汽车模式切换与AMT换挡平顺性控制策略研究    杜波

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

双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究    王加雪

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

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混合动力汽车控制策略研究    杨攀

混合动力电动客车的研究    程自珠

基于LabVIEW的混合动力汽车驱动系统的研究    邓娟

PLUG-IN并联混合动力城市客车电功率比研究    姚佳

Plug-in混合动力汽车仿真模型构建及其仿真研究    李佳

混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真    蒲斌

并联充电式混合动力驱动系统故障诊断分析仪开发    生翔九