并联式混合动力汽车切换模式过程的品质研究

【摘要】：随着我国经济发展不断融入全球化的进程和国民收入的提高，国内汽车市场得到迅速发展，汽车的数量和普及率迅速提高，这也意味着污染和能源消耗越来越严重，在这种压力下，人们开始寻找新的出路。所以现在新能源汽车成为众高校和各个汽车企业研究的重点，新能源汽车的范围很广，大致分为纯电动汽车、燃料电池汽车、替代能源汽车、醇类燃料汽车、太阳能汽车。混合动力汽车作为传统汽车和纯电动汽车的过渡，它是就近20年研发的一个主流趋势。本文选用了并联式混合动力汽车作为研究对象。 本文重点研究了在保证降低燃油消耗量和改善排放的前提下整个模式切换过程的动态协调控制。整车动态协调控制直接影响切换模式品质，整车动态协调控制同时也是混合动力汽车关键技术，所以本文进行整车动态协调的控制是很有必要的。 整车动态协调控制是混合动力汽车关键技术之一，它主要指的是整车的能量管理策略和能量管理策略需要切换混合动力汽车的工作模式时为了实现能量管理策略对混合动力汽车传动系统进行的动态协调控制。能够降低燃油消耗率和降低排放是能量管理的目的。 在能量管理方面本文分析了几种能量控制策略，针对出现电机助力能量小于制动回收能量，提出了基于助力门槛曲线的电池荷电量数（SOC）削减策略，对SOC的变化范围起到了一定的稳定效果，解决了在连续进行GB/T19753-2005轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法(NEDC循环)时随着SOC的持续增加在后面循环中无法进行制动能量回收状况，改善了整车动力传动系统的动力输出不平稳状况，提高了乘车的舒适性。在动态协调控制方面本文对切换模式的整个过程及整车的传动系统进行了动 力学分析和能量计算建模，得到了传动系统进行动态协调的核心技术点。由于本文切换模式都是在离合器接合过程进行的，所以接着对离合器接合过程进行了研究并进行了动力学分析，得到了接合规律。 最后对本文的研究对象并联式混合动力汽车的切换模式品质进行了研究，提出了模式切换品质的评价指标，然后对经过动态协调控制的混合动力汽车和无经过动态控制的混合动力汽车的模式切换过程进行仿真比较，得出经过动态协调控制的变速器的输入转矩变化平稳了很多，冲击度减小，提高了乘客的舒适性，对切换品质有了一定的改善。 【关键词】：混合动力汽车 能量管理 模式切换品质 冲击度
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 发展新能源汽车的必要性11-12
• 1.2 混合动力汽车的概述12-19
• 1.2.1 混合动力汽车的分类及其特点13-18
• 1.2.2 混合动力汽车的发展趋势18-19
• 1.3 混合动力汽车的国内外现状19-22
• 1.3.1 混合动力汽车的国内现状19-20
• 1.3.2 混合动力汽车的国外现状20-22
• 1.4 混合动力汽车的关键技术22-23
• 1.5 本文的研究内容及意义23-24
• 第二章 混合动力汽车的工作模式及能量分配策略24-39
• 2.0 本文所选混合动力汽车的结构24-26
• 2.1 混合动力汽车的运行模式26-29
• 2.2 能量管理策略29-34
• 2.2.1 soc平衡策略29-30
• 2.2.2 制动能量回收策略30-32
• 2.2.3 发动机开关策略32-33
• 2.2.4 电机助力策略33-34
• 2.3 能量分配优化管理34-39
• 2.3.1 应用Soc削减策略解决的问题34-35
• 2.3.2 soc削减策略必须满足的要求35
• 2.3.3 soc削减策略的核心内容35-36
• 2.3.4 助力门槛曲线的优化方法36-37
• 2.3.5 优化方法37-39
• 第三章 混合动力汽车能耗部件建模及动力学分析39-63
• 3.1 电系统能耗模型40-46
• 3.1.1 电池40-43
• 3.1.2 电机模型43-45
• 3.1.3 电机的逆变器求解模型45-46
• 3.2 发动机能量求解模型46-49
• 3.3 离合器模型49-52
• 3.4 变速器模型52
• 3.5 混合动力汽车整车模型52-54
• 3.6 汽车行驶阻力模型54-55
• 3.7 混合动力汽车对于整个模式切换过程的动力学分析55-57
• 3.8 离合器的接合过程及动力学分析57-63
• 第四章 混合动力汽车的动力学研究63-70
• 4.1 混合动力汽车模式切换过程中的评价品质指标63-65
• 4.1.1 滑磨功63-64
• 4.1.2 切换时间64
• 4.1.3 冲击度64-65
• 4.2 有无经动态协调控制的模式切换过程仿真对比65-70
• 4.2.1 纯电动模式向行车充电模式切换66
• 4.2.2 纯电动模式向发动机单独驱动模式切换66-67
• 4.2.3 纯电动模式向电机和发动机共同驱动模式切换67-68
• 4.2.4 发动机单独驱动向电机和发动机共同驱动模式切换68
• 4.2.5 发动机单独模式驱动向行车充电模式切换68-70
• 第五章 全文总结与展望70-72
• 5.1 本文工作内容70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 在校期间发表论文清单75-76
• 致谢76

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