基于行駛工況的混合動力汽車動力控制方法研究

【摘要】： 目前常用的HEV控制策略大多以油耗或排放為優(yōu)化目標(biāo),以HEV運行工況、動力性為約束條件,對各動力源工作點進行最優(yōu)計算,并假設(shè)其計算得到的動力源最佳工作點都能得到很好的實現(xiàn),即將控制策略等同于其對應(yīng)的控制方法。各種控制策略的優(yōu)化目標(biāo)有所不同,但它們均較少或沒有考慮行駛工況下HEV的動態(tài)特性對其控制策略的反作用,其結(jié)果將可能導(dǎo)致HEV運行性能變壞,出現(xiàn)難以實現(xiàn)HEV的節(jié)能、環(huán)保目標(biāo)的問題。 論文首先對現(xiàn)有基于行駛工況的HEV動力控制方法存在的問題進行了分析,提出了行駛工況下面向動態(tài)過程的HEV動力控制方法研究的必要性。以某款排量為1.5L的并聯(lián)式混合動力轎車試驗車型為研究對象,根據(jù)HEV結(jié)構(gòu)形式特點及其動力學(xué)原理,建立了基于Simulink的HEV整車仿真模型,并對NEDC工況下該整車模型的動力性及燃油經(jīng)濟性進行了仿真驗證。 根據(jù)行駛工況下HEV動力控制的動態(tài)特性要求,論文采用車速PI閉環(huán)控制,提高了HEV的動態(tài)特性,但過分追求HEV的動態(tài)特性,會造成HEV動力系統(tǒng)驅(qū)動能力與其動態(tài)響應(yīng)能力不足,使HEV控制策略能耗優(yōu)化目標(biāo)變差,為了解決此問題,提出基于電機轉(zhuǎn)矩動態(tài)修正的HEV動力控制方法,即利用電動機良好的動態(tài)響應(yīng)特性,對HEV的需求轉(zhuǎn)矩進行實時動態(tài)修正,在滿足HEV良好動力性要求的同時,使HEV的動力能量消耗達到最優(yōu)。 最后,論文分別對階躍速度輸入工況、HEV工作模式切換工況及1015全工況下HEV動力控制方法進行了仿真試驗分析和臺架試驗分析。在仿真試驗分析中,運用Simulink軟件,以論文建立的HEV整車仿真模型為基礎(chǔ),分別采用常用的HEV動力控制方法和基于電機轉(zhuǎn)矩動態(tài)修正的HEV動力控制方法,對HEV的動態(tài)特性、HEV總需求轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機與電動機的分配轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機油耗、電動機效率、總等效油耗等指標(biāo)進行了分析比較。論文最后對HEV動力系統(tǒng)電動機進行動態(tài)響應(yīng)特性臺架試驗分析,對本文提出的基于電機轉(zhuǎn)矩動態(tài)修正的HEV動力控制方法進行了臺架試驗驗證。 【關(guān)鍵詞】：HEV 動力控制 行駛工況 動態(tài)特性
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：U461.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 HEV 動力控制方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其問題12-21
• 1.2.1 現(xiàn)有HEV 控制策略分析12-16
• 1.2.2 HEV 動力控制方法研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.3 HEV 控制方法存在的問題分析19
• 1.2.4 常見并聯(lián)式HEV 控制策略的ADVISOR 仿真結(jié)果比較19-21
• 1.3 研究目的和研究意義21-22
• 1.4 課題來源22
• 1.5 本論文的研究方法及研究內(nèi)容22-25
• 1.5.1 行駛工況下面向動態(tài)過程的HEV 動力控制方法的定義22-24
• 1.5.2 基于行駛工況的HEV 動力控制方法研究的必要性24
• 1.5.3 本文主要研究內(nèi)容24-25
• 1.6 本章小結(jié)25-26
• 第二章 面向動態(tài)過程的HEV 整車模型建模26-43
• 2.1 研究對象概述26-27
• 2.2 HEV 動力驅(qū)動模型27-29
• 2.2.1 汽車行駛方程式27-29
• 2.2.2 HEV 動力驅(qū)動模型29
• 2.3 HEV 各部件模型的建模29-35
• 2.3.1 發(fā)動機模型29-31
• 2.3.2 電動機模型31-33
• 2.3.3 變速器模型33-35
• 2.3.4 蓄電池模型35
• 2.4 基于 simulink 的 HEV 整車模型的建立35-42
• 2.4.1 HEV 整車控制策略設(shè)計36-38
• 2.4.2 HEV 整車仿真模型的建立38-39
• 2.4.3 HEV 整車模型仿真結(jié)果39-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第三章 基于行駛工況的HEV 動力控制方法研究43-57
• 3.1 HEV 動力控制方法存在的問題43-44
• 3.2 基于行駛工況的HEV 動力控制方法研究44-50
• 3.2.1 HEV 動力驅(qū)動模型傳遞函數(shù)建立44-45
• 3.2.2 HEV 動力驅(qū)動模型在simulink 的開環(huán)仿真45-46
• 3.2.3 HEV 動力驅(qū)動模型閉環(huán)仿真及其PI 控制器參數(shù)優(yōu)化46-50
• 3.3 行駛工況下面向動態(tài)過程的HEV 動力控制方法的提出50-56
• 3.3.1 HEV 動力系統(tǒng)動態(tài)特性分析50-53
• 3.3.2 面向動態(tài)過程的HEV 動力控制方法的提出53-54
• 3.3.3 運用電機轉(zhuǎn)矩動態(tài)修正控制方法實現(xiàn)HEV 動力動態(tài)控制54-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 基于行駛工況的HEV 動力控制方法仿真分析57-78
• 4.1 定工況仿真分析57-67
• 4.1.1 階躍速度輸入測試工況57-58
• 4.1.2 三種對比控制方法58-59
• 4.1.3 仿真結(jié)果分析59-64
• 4.1.4 HEV 模式切換測試工況64-65
• 4.1.5 仿真結(jié)果分析65-67
• 4.2 HEV 整車模型全工況仿真分析67-70
• 4.2.1 測試循環(huán)工況選擇67-68
• 4.2.2 全工況仿真結(jié)果分析68-70
• 4.3 基于行駛工況的HEV 動力控制方法試驗分析70-77
• 4.3.1 試驗系統(tǒng)設(shè)計71-73
• 4.3.2 試驗原理73-74
• 4.3.3 試驗方案74
• 4.3.4 試驗結(jié)果分析74-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論與展望78-80
• 參考文獻80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果84-85
• 致謝85

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