混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法與控制策略的研究

【摘要】： 隨著全球能源與環(huán)境問(wèn)題的日益突出,開(kāi)發(fā)低油耗、低排放的新型汽車成為當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)?；旌蟿?dòng)力汽車(HEV)融合了內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn),是解決能源短缺和改善環(huán)境的有效手段之一,也是當(dāng)代汽車發(fā)展的重要方向。作為一種新型的多能量源交通工具,其動(dòng)力總成參數(shù)匹配與控制策略設(shè)計(jì)是混合動(dòng)力汽車的核心技術(shù),也是提高整車動(dòng)力性能與經(jīng)濟(jì)性能的重要手段。因此,對(duì)其進(jìn)行深入研究是十分必要的。本文深入研究了混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成各個(gè)部件的工作特性,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)HEV的系統(tǒng)建模方法、動(dòng)力總成的參數(shù)匹配以及整車控制策略等理論和應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了研究。 為分析混合動(dòng)力汽車各個(gè)動(dòng)力總成的工作特性,解決HEV在開(kāi)發(fā)初期動(dòng)力總成參數(shù)匹配的問(wèn)題,并為HEV整車控制策略的研究提供平臺(tái),本文結(jié)合HEV動(dòng)力總成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出一種依據(jù)理論建模和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模相結(jié)合的方法對(duì)HEV系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析。針對(duì)HEV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn),對(duì)動(dòng)力總成接口參數(shù)進(jìn)行了規(guī)格化,使模型的能量流動(dòng)情況變得更加清晰、直觀,更具條理性,為開(kāi)發(fā)HEV的控制策略、研究各總成的參數(shù)匹配與工作特性奠定了基礎(chǔ)。 為解決混合動(dòng)力汽車兩大動(dòng)力源發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)功率的合理分配問(wèn)題,本文對(duì)動(dòng)力總成參數(shù)匹配與整車動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的關(guān)系進(jìn)行分析研究,在對(duì)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成工作特性分析的基礎(chǔ)上,研究了動(dòng)力總成參數(shù)匹配對(duì)整車動(dòng)力性能的影響;結(jié)合具體目標(biāo)行駛工況,研究了動(dòng)力總成參數(shù)匹配對(duì)混合動(dòng)力汽車經(jīng)濟(jì)性的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了一種動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法,在滿足整車動(dòng)力性指標(biāo)要求的前提下,不僅考慮了發(fā)動(dòng)機(jī)效率,而且充分考慮了電機(jī)系統(tǒng)的效率問(wèn)題,將多目標(biāo)優(yōu)化轉(zhuǎn)為單目標(biāo)優(yōu)化,為HEV的初始設(shè)計(jì)與系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化提供參考和依據(jù)。 為確定混合動(dòng)力汽車合理而有效的控制策略,提高系統(tǒng)效率,獲得最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性,對(duì)HEV主要的兩類控制問(wèn)題進(jìn)行了分析研究。在對(duì)各動(dòng)力總成效率特性分析的基礎(chǔ)上,提出了變速器的換擋控制策略,并對(duì)工作模式切換的問(wèn)題進(jìn)行了研究。在對(duì)基于規(guī)則的能量管理策略與基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局最優(yōu)能量管理策略分析的基礎(chǔ)上,充分考慮電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率,提出了基于實(shí)時(shí)優(yōu)化的能量管理策略,并對(duì)HEV在不同能量管理策略下的燃油消耗以及各動(dòng)力總成的工作特性進(jìn)行了對(duì)比分析。 設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812為核心的混合動(dòng)力汽車整車控制平臺(tái),提出了控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)給出了整車控制策略算法在該平臺(tái)上的軟件實(shí)現(xiàn)流程。最后對(duì)混合動(dòng)力樣車進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了本文所建立仿真模型以及所提出整車控制策略的正確性和有效性。 【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力汽車 混合動(dòng)力系統(tǒng) 參數(shù)匹配 模型建立 控制策略
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-32
• 1.1 課題研究的目的和意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力汽車研究現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)15-18
• 1.2.2 國(guó)外混合動(dòng)力汽車研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配的研究23-27
• 1.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)特性分析23-24
• 1.3.2 電機(jī)特性分析24-25
• 1.3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配25-26
• 1.3.4 電機(jī)參數(shù)匹配26-27
• 1.4 混合動(dòng)力汽車控制策略的研究現(xiàn)狀27-31
• 1.4.1 基于規(guī)則的控制策略28-30
• 1.4.2 基于系統(tǒng)優(yōu)化的控制策略30-31
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容31-32
• 第2章 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)仿真模型的建立32-56
• 2.1 引言32
• 2.2 混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)32-33
• 2.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)模型的建立33-34
• 2.4 整車動(dòng)力學(xué)模型的建立34-39
• 2.4.1 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模型34-36
• 2.4.2 車速計(jì)算系統(tǒng)模型36-39
• 2.5 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件模型的建立39-49
• 2.5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型39-43
• 2.5.2 電機(jī)模型43-45
• 2.5.3 電池模型45-48
• 2.5.4 變速器模型48
• 2.5.5 主減速器模型48-49
• 2.5.6 駕駛員模型49
• 2.6 多能源整車控制器模型49-53
• 2.6.1 工作模式的切換51
• 2.6.2 轉(zhuǎn)矩/功率的分配51-53
• 2.7 仿真模型的驗(yàn)證53-55
• 2.8 本章小結(jié)55-56
• 第3章 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法的研究56-78
• 3.1 引言56-57
• 3.2 HEV 整車動(dòng)力性能對(duì)動(dòng)力總成參數(shù)匹配要求的分析與研究57-64
• 3.2.1 整車動(dòng)力性需求分析57-58
• 3.2.2 最高車速對(duì)參數(shù)匹配的要求58-59
• 3.2.3 最大爬坡度對(duì)參數(shù)匹配的要求59-61
• 3.2.4 加速性能對(duì)參數(shù)匹配的要求61-64
• 3.3 HEV 整車經(jīng)濟(jì)性能對(duì)動(dòng)力總成參數(shù)匹配要求的分析與研究64-75
• 3.3.1 行駛工況的分析65-66
• 3.3.2 整車經(jīng)濟(jì)性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性與控制的要求分析66-68
• 3.3.3 整車經(jīng)濟(jì)性對(duì)電機(jī)的要求與電機(jī)特性的確定方法68-73
• 3.3.4 混合度對(duì)整車經(jīng)濟(jì)性的影響分析73-75
• 3.4 動(dòng)力總成參數(shù)匹配的原則與方法75-77
• 3.4.1 參數(shù)匹配的原則75
• 3.4.2 參數(shù)匹配的方法75-77
• 3.5 本章小結(jié)77-78
• 第4章 混合動(dòng)力汽車控制策略的研究78-106
• 4.1 引言78
• 4.2 HEV 控制策略的設(shè)計(jì)78-79
• 4.3 HEV 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率的分析79-85
• 4.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式下的系統(tǒng)效率分析80-81
• 4.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)聯(lián)合工作模式下的系統(tǒng)效率分析81-84
• 4.3.3 能量回饋制動(dòng)工作模式下的系統(tǒng)效率分析84-85
• 4.4 HEV 動(dòng)力性控制策略的研究85-89
• 4.4.1 變速器換擋策略的研究85-88
• 4.4.2 動(dòng)力系統(tǒng)模式切換問(wèn)題的研究88-89
• 4.5 HEV 能量管理策略的研究89-105
• 4.5.1 HEV 動(dòng)力總成需求轉(zhuǎn)矩的確定89-90
• 4.5.2 基于規(guī)則的能量管理策略90-95
• 4.5.3 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論的全局最優(yōu)能量管理策略95-99
• 4.5.4 基于混雜系統(tǒng)理論的實(shí)時(shí)優(yōu)化能量管理策略99-105
• 4.6 本章小結(jié)105-106
• 第5章 HEV 整車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究106-118
• 5.1 引言106
• 5.2 混合動(dòng)力汽車整車控制系統(tǒng)分析106-107
• 5.2.1 HEV 整車控制系統(tǒng)功能106
• 5.2.2 HEV 整車控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)106-107
• 5.3 混合動(dòng)力汽車整車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)107-111
• 5.3.1 HEV 整車控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)107-108
• 5.3.2 HEV 整車控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)108-111
• 5.4 混合動(dòng)力汽車的實(shí)驗(yàn)研究111-117
• 5.4.1 動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)111-112
• 5.4.2 經(jīng)濟(jì)性能實(shí)驗(yàn)112-113
• 5.4.3 特定工況下各動(dòng)力總成的功能實(shí)驗(yàn)113-117
• 5.5 本章小結(jié)117-118
• 結(jié)論118-120
• 參考文獻(xiàn)120-127
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果127-129
• 致謝129-130
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷130

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影響我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素研究    李光

基于車速反饋的AMT離合器起步接合控制    萬(wàn)曉鳳;雷繼棠;易其軍;賈進(jìn)學(xué);張燕飛;丁卯;

雙離合ISG混合動(dòng)力汽車控制策略    王明;孫駿;王超;

鉛酸蓄電池放電特性研究    趙軒;謝學(xué)飛;曹紅;周正飛;

100%低地板現(xiàn)代有軌電車的研制    付穩(wěn)超;黃烈威;孫加平;劉森;李霞;

汽車干式雙離合器接合過(guò)程動(dòng)力學(xué)與控制的研究    吳明翔

基于行駛狀況識(shí)別的混聯(lián)式HEV多模式能量控制策略研究    郭海龍

中通某型可充電混合動(dòng)力客車整車控制器研究    李晨

并聯(lián)混合動(dòng)力客車控制策略研究    韓虎

基于工況與駕駛意圖識(shí)別的HEV控制策略    呂仁志

并聯(lián)混合動(dòng)力客車驅(qū)動(dòng)模式切換扭矩協(xié)調(diào)控制算法研究    王浩

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量控制策略研究    周文濱

基于Advisor的同軸式混聯(lián)混合動(dòng)力客車動(dòng)力系統(tǒng)仿真研究    裴東杰

磷酸鐵鋰電池包溫度分布特性仿真方法研究及熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)    馮竟陽(yáng)

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量控制策略研究    張寶東

混合動(dòng)力環(huán)衛(wèi)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與仿真    李林

ISG高度混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究    王斌

混合動(dòng)力汽車控制策略研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)    舒紅,秦大同,胡建軍

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略研究綜述    楊宏亮,陳全世

混合動(dòng)力電動(dòng)公共汽車控制策略的仿真    彭武,張俊智,盧青春

并聯(lián)混合動(dòng)力客車控制策略比較    劉金玲,宋健,于良耀,王玉海,季來(lái)春

串聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略    李曉英,于秀敏,李君,吳志新

汽車混合動(dòng)力傳動(dòng)的能量流動(dòng)與比較    張俊智,盧青春,王麗芳

并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配    彭濤,陳全世,田光宇,李海晨

混合動(dòng)力汽車控制策略的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)    于秀敏;曹珊;李君;高瑩;楊世春;鐘祥麟;孫平;

前向式混合動(dòng)力系統(tǒng)模型中控制器建模與仿真    程鶯,羅禹貢,李克強(qiáng),連小珉

開(kāi)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究刻不容緩    李檳,陳全世

充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配    武小蘭;王軍平;曹秉剛;邊延勝;

基于熒光燈簡(jiǎn)易模型的電子鎮(zhèn)流器頻率特性分析    徐紅梅;

電控PPVI柴油機(jī)噴射系統(tǒng)參數(shù)匹配    左承基,歐陽(yáng)明高

純電動(dòng)大客車超級(jí)電容器參數(shù)匹配與實(shí)驗(yàn)    李軍求,孫逢春,張承寧,李紅林

風(fēng)電提水系統(tǒng)及參數(shù)匹配    朱艷香;劉志璋;霍天強(qiáng);郭茂豐;

某型純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配研究    劉靈芝;張炳力;湯仁禮;

基于燃料電池和超級(jí)電容的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真    徐大偉;周榮;

一種混聯(lián)式混合動(dòng)力客車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配    熊偉威;舒杰;張勇;殷承良;姜杰峰;陳彥雷;

純電動(dòng)汽車動(dòng)力匹配與仿真    彭濤;

開(kāi)發(fā)交流接觸器值得注意的幾個(gè)問(wèn)題(Ⅰ)    張永文

淺談汽車儀表參數(shù)匹配    韓靜;姬園;

低頻振動(dòng)攻絲參數(shù)匹配的專家系統(tǒng)的研究    吳金妹;陳學(xué)永;周寶焜;

基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)攻絲工藝參數(shù)優(yōu)化匹配的研究    吳金妹;陳學(xué)永;王貴成;

基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)攻絲工藝參數(shù)優(yōu)化匹配的研究    吳金妹;陳學(xué)永;王貴成;

振動(dòng)攻絲工藝參數(shù)優(yōu)化匹配專家系統(tǒng)的研究    陳學(xué)永;王貴成;吳金妹;

幾何實(shí)體模型的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)再生方法研究    徐有忠;石華強(qiáng);潘雙夏;馮培恩;

混合動(dòng)力系統(tǒng)在液壓挖掘機(jī)上的應(yīng)用研究    肖清;王慶豐;林添良;胡寶贊;龔文;

多吸聲層的聲特性和參數(shù)匹配    安俊英;徐海亭;

球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)在硅微粉生產(chǎn)線中的應(yīng)用與配合    張景杰;

汽車輕量化技術(shù)-管件內(nèi)高壓成形工藝參數(shù)的智能優(yōu)化    黃燦彰;薛克敏;周林;

康佳冰箱全面發(fā)力    賈書哲

華北鉆二依靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)打造優(yōu)質(zhì)工程    李兵通訊員 王洪升

“黑白”混戰(zhàn)：康佳挑起冰箱行業(yè)節(jié)能戰(zhàn)    新宇

冰箱打響“后世界杯”節(jié)能戰(zhàn)    鄭隆

冰箱業(yè)遇冷整合加速    本報(bào)實(shí)習(xí)生　向輝

康佳冰箱,本質(zhì)回歸 節(jié)能和保鮮的完美結(jié)合    何新

康佳冰箱今夏發(fā)力    廣龍

大港采油一廠多管齊下抓能耗    記者 劉國(guó)安特約記者 胡莉麗

淺談投影機(jī)使用的細(xì)節(jié)問(wèn)題    河北省樂(lè)亭縣新寨高中 閆立謙

雙良產(chǎn)品揚(yáng)威奧運(yùn)場(chǎng)館    顧耀武馮雪蓮

混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法與控制策略的研究    鄭維

混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法與控制策略的研究    鄭維

車用永磁同步電機(jī)的參數(shù)匹配、協(xié)調(diào)控制與性能評(píng)價(jià)研究    王偉

混合動(dòng)力汽車復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)匹配與控制策略研究    于海芳

混合動(dòng)力挖掘機(jī)動(dòng)力總成及參數(shù)匹配方法研究    王冬云

液壓挖掘機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略與參數(shù)匹配研究    肖清

攪拌裝置參數(shù)優(yōu)化的研究    趙悟

混合動(dòng)力城市客車控制策略與試驗(yàn)研究    王保華

電磁饋能懸架阻尼特性研究    劉松山

金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)匹配控制研究    羅勇

增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與控制技術(shù)研究    楊興旺

增程式純電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與優(yōu)化研究    呼和

增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配及控制策略研究    焦磊

并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車參數(shù)匹配與控制策略研究    劉建春

混聯(lián)混合動(dòng)力客車的參數(shù)匹配與控制策略研究    巴特

燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與優(yōu)化研究    陳智家

電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配及優(yōu)化研究    孫濤

DCT混合動(dòng)力汽車的構(gòu)型分析、參數(shù)匹配及優(yōu)化控制研究    李治萱

增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及基于遺傳算法的傳動(dòng)比優(yōu)化研究    李俊偉

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車總成參數(shù)匹配及優(yōu)化研究    饒陽(yáng)