并聯(lián)式混合動力汽車方案設(shè)計與仿真

【摘要】： 以節(jié)能和環(huán)保為特點(diǎn)的替代能源汽車、燃料電池電動汽車、純電動汽車、柴油轎車、混合動力汽車等新型車輛成為汽車研發(fā)的熱點(diǎn)與方向。通過比較這幾種節(jié)能型汽車的優(yōu)勢與不足,結(jié)合我國汽車發(fā)展的形勢,認(rèn)為混合動力汽車的研究開發(fā)是現(xiàn)行條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能型汽車產(chǎn)業(yè)化最為有效和可行的途徑。 混合動力汽車的結(jié)構(gòu)型式多樣,根據(jù)開發(fā)車型選擇一個結(jié)構(gòu)簡潔、布置緊湊、傳動高效、匹配合理、控制良好的動力傳動系統(tǒng)是混合動力汽車開發(fā)成功的關(guān)鍵。為此,本文從分析混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)入手,比較了各種結(jié)構(gòu)型式的混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足,肯定了并聯(lián)式混合動力汽車的突出優(yōu)勢,特別是行星齒輪機(jī)構(gòu)在現(xiàn)行混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)中的明顯優(yōu)勢。 通過將行星齒輪機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的機(jī)械自動/手動變速器(AMT/MT)、液力機(jī)械自動變速器(AT)、無級自動變速器(CVT)、雙離合器自動變速器(DCT)相結(jié)合,根據(jù)混合動力汽車的工作模式,本著功能完備、結(jié)構(gòu)緊湊、控制簡單、方案可行的設(shè)計原則,本文提出了四類共計十種可行的并聯(lián)式混合動力汽車傳動系統(tǒng)方案。 在這四類方案中,經(jīng)比較選擇了基于金屬帶式無級變速器的設(shè)計方案,并在該類方案的四個設(shè)計方案中,通過進(jìn)一步的對比分析,包括速比范圍、傳動效率、循環(huán)功率流等,最終選擇了其中之一作為研究的對象。 對所選擇的結(jié)構(gòu)方案,以SC7130原型車為對象,以提高燃油經(jīng)濟(jì)性、不損失動力性為基本原則,結(jié)合混合動力汽車各種工作模式下的動力性和經(jīng)濟(jì)性要求,對方案所涉及的動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)進(jìn)行匹配設(shè)計研究。完成了方案所涉及的行星齒輪參數(shù)、無級變速器速比、發(fā)動機(jī)、電池、電機(jī)等參數(shù)的匹配設(shè)計。 根據(jù)混合動力汽車的工作模式、整車能量管理基本原理,確定了整車再生制動能量回收、無級變速器速比控制、工作模式切換的控制策略和方法,并在此基礎(chǔ)上建立了基于MatlLab/Simulink的整車動力傳動系統(tǒng)仿真模型,進(jìn)行了整車純電動加速性能、發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動加速性能與混合驅(qū)動加速性能的仿真計算以及UDDS和1015循環(huán)工況下的燃油經(jīng)濟(jì)性仿真計算,其結(jié)果表明本文所設(shè)計的混合動力汽車的動力性、循環(huán)工況下燃油經(jīng)濟(jì)性均大大優(yōu)于原型車,達(dá)到了預(yù)期效果。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 無級變速器 匹配 仿真 工況
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 汽車技術(shù)發(fā)展方向及我國能源壓力9
• 1.2 各種節(jié)能型汽車的比較與發(fā)展?fàn)顩r9-13
• 1.2.1 替代能源汽車9-10
• 1.2.2 燃料電池/電動汽車10-11
• 1.2.3 柴油轎車11-12
• 1.2.4 油電混合動力汽車12-13
• 1.3 國內(nèi)外混合動力汽車研發(fā)現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 混合動力汽車傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析15-29
• 2.1 混合動力汽車分類15-16
• 2.2 現(xiàn)代汽車節(jié)能技術(shù)16-18
• 2.2.1 傳統(tǒng)燃油汽車節(jié)能技術(shù)16-17
• 2.2.2 混合動力汽車節(jié)能減排原理17-18
• 2.3 混合動力汽車動力合成的分類18-22
• 2.3.1 動力合成與控制技術(shù)18-19
• 2.3.2 混合動力汽車動力合成分類19-22
• 2.4 幾種典型的混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)22-25
• 2.4.1 本田公司混合動力汽車傳動系統(tǒng)22-23
• 2.4.2 豐田公司THS-II 混合動力傳動系統(tǒng)23
• 2.4.3 通用汽車公司TWO-MODE 混合動力傳動系統(tǒng)23-25
• 2.5 混合動力汽車傳動系統(tǒng)開發(fā)趨勢分析25-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 PHEV 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計與分析29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 設(shè)計方案29-36
• 3.2.1 基于AMT/MT 的設(shè)計方案29-30
• 3.2.2 基于CVT 的設(shè)計方案30-32
• 3.2.3 基于AT 的設(shè)計方案32-34
• 3.2.4 基于DCT 的設(shè)計方案34-35
• 3.2.5 設(shè)計方案比較35-36
• 3.3 基于CVT 的設(shè)計方案分析36-38
• 3.3.1 工作模式分析36
• 3.3.2 循環(huán)功率流分析36-38
• 3.4 基于CVT 的設(shè)計方案比較38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 混合動力傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配設(shè)計41-59
• 4.1 設(shè)計要求41-42
• 4.2 傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計42-47
• 4.2.1 混合動力傳動系統(tǒng)速比范圍43
• 4.2.2 混合動力傳動系統(tǒng)效率分析43-45
• 4.2.3 行星齒輪速比及固定齒輪傳動速比設(shè)計45-47
• 4.3 動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計47-57
• 4.3.1 發(fā)動機(jī)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線47-48
• 4.3.2 發(fā)動機(jī)萬有特性48
• 4.3.3 電機(jī)選型及參數(shù)設(shè)計48-55
• 4.3.4 電池系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 5 整車控制策略及動力傳動系統(tǒng)建模59-77
• 5.1 引言59
• 5.2 整車控制策略59-65
• 5.2.1 制定能量管理控制策略的基本原則59-60
• 5.2.2 發(fā)動機(jī)運(yùn)行區(qū)域控制60-61
• 5.2.3 變速器速比控制61-62
• 5.2.4 再生制動力分配控制62
• 5.2.5 工況模式轉(zhuǎn)換控制62-65
• 5.3 基于Matlab/simulink 的動力傳動系統(tǒng)分析與建模65-74
• 5.3.1 發(fā)動機(jī)模型65-67
• 5.3.2 電池模型67-68
• 5.3.3 電機(jī)模型68-69
• 5.3.4 整車控制器模型69-70
• 5.3.5 行星齒輪機(jī)構(gòu)模型70-71
• 5.3.6 無級變速器模型71-72
• 5.3.7 主減速器與車輪模型72-73
• 5.3.8 基于模糊控制規(guī)則的駕駛員模型73-74
• 5.4 整車動力傳動系統(tǒng)模型74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-77
• 6 整車性能仿真計算分析77-85
• 6.1 引言77
• 6.2 動力性比較77-80
• 6.3 燃油經(jīng)濟(jì)性80-82
• 6.4 整車性能仿真結(jié)果分析82-83
• 6.5 本章小結(jié)83-85
• 7 全文總結(jié)85-87
• 致謝87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 附錄 A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄93
• 附錄 B 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目93
• 附錄 C 作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請的發(fā)明專利93

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