混合動力汽車傳動系統(tǒng)模型化及優(yōu)化控制

【摘要】：能源危機和環(huán)境惡化是當今影響全球發(fā)展的兩個重大問題，研發(fā)節(jié)能、低排放的汽車能夠有效緩解能源壓力和改善環(huán)境質量。盡管電動汽車是解決這類問題的最好方式，然而由于蓄電池的能量密度低，其發(fā)展受到了極大的限制。而燃料電池汽車仍在實驗階段。在這種情況下，融合了傳統(tǒng)內燃機汽車優(yōu)良的動力性、續(xù)駛里程和純電動汽車低排放、高效率的混合動力電動汽車(HEV)異軍突起，成為當前新型汽車開發(fā)的熱點。 由于使用數(shù)學模型是處理復雜系統(tǒng)的一個好方法，因此，對于結構復雜的混合動力傳動系統(tǒng)汽車，首先，本文根據(jù)動力學方程和基于控制理念的數(shù)學模型，對汽車傳動系統(tǒng)各部分建立準靜態(tài)simulink模型，包括車體、發(fā)動機、電動機、發(fā)電機、電池、變速箱等模型，并從系統(tǒng)的角度應用這些模型。 然后，根據(jù)并聯(lián)混合動力汽車傳動系統(tǒng)結構原理組建并聯(lián)混合動力汽車傳動系統(tǒng)模型，并制定基于模型的次優(yōu)控制策略，利用等效因子，將電能等效成相應的燃料消耗能量，通過控制器將車軸所需的扭矩合理分配到電支路和燃料支路，使每個時間段內等效燃油消耗最小。之后，對MVEG-95循環(huán)工況下的燃油經(jīng)濟性進行了仿真分析，并與動力性相近的普通車輛的燃油經(jīng)濟性進行了對比分析，仿真結果表明并聯(lián)混合動力汽車節(jié)油率在30％以上，并且電池SOC值偏差在一個很小的范圍內，充分證明了控制策略的有效性。 最后，又建立串聯(lián)混合動力汽車傳動系統(tǒng)模型，并根據(jù)最優(yōu)控制理論，設計串聯(lián)混合動力汽車能量管理實時控制器，將電動機所需的功率在電池和APU上進行合理的分配，并由Japan 10-mode循環(huán)工況下的燃油經(jīng)濟性仿真分析得到，可節(jié)省普通汽車25％以上的耗油量，控制器的控制效果良好。 【關鍵詞】：并聯(lián)混合動力汽車 串聯(lián)混合動力汽車 優(yōu)化控制 建模與仿真
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：U463.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 課題的研究目的及意義10-12
• 1.2 相關的國內外研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.3 課題背景及本文的主要研究工作14
• 1.4 混合動力汽車技術簡介14-22
• 1.4.1 混合動力汽車的分類14-17
• 1.4.2 混合動力汽車的能量傳輸17-22
• 1.5 論文主要內容及安排22
• 1.6 小結22-23
• 第2章 混合動力汽車傳動系統(tǒng)建模23-52
• 2.1 建模方法描述23-25
• 2.2 循環(huán)工況模塊25-26
• 2.3 車體模塊26-30
• 2.4 齒輪箱模塊30-33
• 2.5 發(fā)動機模塊33-39
• 2.6 油箱模塊39
• 2.7 電機模塊39-44
• 2.8 電池模塊44-52
• 第3章 并聯(lián)混合動力汽車傳動系統(tǒng)次優(yōu)控制52-69
• 3.1 系統(tǒng)模型建立52-55
• 3.2 控制策略55-61
• 3.2.1 充放電等效因子56-58
• 3.2.2 等效消耗最小化策略58-61
• 3.3 仿真結果61-68
• 3.4 小結68-69
• 第4章 串聯(lián)混合動力汽車傳動系統(tǒng)最優(yōu)控制69-82
• 4.1 系統(tǒng)模型建立69-71
• 4.2 控制策略71-75
• 4.3 仿真結果75-80
• 4.4 小結80-82
• 結論82-84
• 參考文獻84-86
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文86-87
• 致謝87-88
• 研究生履歷88

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