混合动力汽车关键部件选型及仿真研究

【摘要】：为了保障社会的可持续发展，日益严重的环境污染和资源匮乏是当前亟待解决的问题。新能源汽车不仅能降低能源的消耗，还可以有效地解决空气污染等问题。因此，汽车产业的发展方向必将是朝着低能耗、低排放甚至是零排放的新能源汽车发展。混合动力汽车具有纯电动汽车和传统汽车的综合性能，是实现零污染新能源汽车目标的一个可行的过渡方案。 本文在综合分析了串联式、并联式和混联式三种混合动力结构的基础上，结合我国城市道路工况的运行特点，确定了混合动力城市公交车使用并联式混合动力结构。首先，文章通过对几款典型的混合动力车型进行了分析研究，提出了本文混合动力汽车的设计目标和基本的控制策略。其次，在原传统车型的基础上，结合混合动力汽车的设计目标，本文对混合动力汽车的关键部件进行了计算匹配，确定了关键部件的选型设计。然后，在确定具体总成的参数之后，建立了相应总成的数学仿真模型，通过介绍和分析混合动力仿真软件ADVISOR的仿真原理和使用方法，在MATLAB/SIMUlink环境中建立了基于并联式混合动力城市公交汽车各总成的仿真模型，并通过开发建立了后驱仿真模型及整车模型。最后，通过对道路循环工况的分析和选择，对原传统客车和所设计的混合动力汽车在相同工况下进行了仿真分析，通过对比仿真结果证明，本文所设计的混合动力城市公交车的动力性和经济性指标都达到了设计指标的要求，并且具有比较满意的整车性能。 【关键词】：混合动力 匹配 ADVISOR 仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 论文选题背景和意义8-10
• 1.2 世界各种节能型汽车的比较与发展状况10-14
• 1.2.1 替代能源汽车10-11
• 1.2.2 柴油汽车11-12
• 1.2.3 纯电动汽车12-13
• 1.2.4 混合动力汽车13-14
• 1.3 混合动力电动汽车国内外发展状况14-18
• 1.3.1 国外发展状况14-17
• 1.3.2 国内发展状况17-18
• 1.4 本文主要研究内容18-19
• 第二章 混合动力汽车控制策略及整车方案总体设计19-33
• 2.1 混合动力电动汽车基本结构与能量传输原理19-25
• 2.1.1 串联式 HEV19-20
• 2.1.2 并联式 HEV20-22
• 2.1.3 混联式 HEV22-25
• 2.2 混合动力汽车能量传输的控制策略25-26
• 2.2.1 串联式 HEV 控制策略25
• 2.2.2 并联式 HEV 控制策略25-26
• 2.3 几种典型的混合动力电动汽车车型分析26-28
• 2.3.1 本田公司混合动力 Insight 车型27-28
• 2.3.2 丰田公司混合动力 Prius 车型28
• 2.4 HEV 整车方案的总体设计28-32
• 2.4.1 城市公交行驶特点及典型工况28-30
• 2.4.2 整车系统设计要求及目标30-31
• 2.4.3 整车系统控制策略31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 混合动力电动汽车动力总成参数匹配设计33-41
• 3.1 混合动力电动汽车动力系统匹配原则33
• 3.2 混合动力电动汽车发动机功率的选择33-35
• 3.3 混合动力电动汽车电动机参数的选择35-37
• 3.3.1 电动机额定转速和最高转速的选择36
• 3.3.2 电动机额定功率和最大功率的选择36-37
• 3.4 混合动力电动汽车主减速器和变速器速比的选择37-39
• 3.4.1 主减速器传动比 i0的确定37-38
• 3.4.2 变速器速比的确定38-39
• 3.5 混合动力电动汽车蓄电池组参数的确定39-40
• 3.5.1 蓄电池连续运行额定功率的确定39-40
• 3.5.2 蓄电池峰值功率的确定40
• 3.5.3 蓄电池组容量及蓄电池组数量的确定40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 混合动力汽车关键部件的建模41-57
• 4.1 混合动力仿真软件的研究41-45
• 4.1.1 混合动力仿真软件的介绍41
• 4.1.2 ADVISOR 的组成及工作原理41-43
• 4.1.3 ADVISOR 的仿真方法43-45
• 4.2 混合动力汽车主要部件的建模45-56
• 4.2.1 发动机建模45-48
• 4.2.2 电动机建模48-49
• 4.2.3 蓄电池建模49-51
• 4.2.4 后轮驱动模型的开发51-54
• 4.2.5 整车模型54-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第五章 混合动力汽车仿真研究57-64
• 5.1 道路循环工况的分析与选择57-59
• 5.2 传统客车循环工况仿真分析59
• 5.3 混合动力汽车性能仿真及结果分析59-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-68
• 攻读学位期间取得的研究成果68-69
• 致谢69

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