并聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量控制策略仿真研究

【摘要】：目前，汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展遇到了能源短缺、環(huán)境污染兩大主要挑戰(zhàn)。隨著當(dāng)今世界各國(guó)汽車工業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，各國(guó)汽車保有量都大幅增加，傳統(tǒng)的汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車的普遍使用給人類居住環(huán)境的危害以及對(duì)石油資源日益短缺的壓力逐漸顯現(xiàn)，迫使人們重新開發(fā)新一代的清潔節(jié)能型動(dòng)力汽車，而當(dāng)下一種切實(shí)可行的途徑就是研發(fā)混合動(dòng)力汽車，混合動(dòng)力汽車中內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)之間的轉(zhuǎn)矩分配與實(shí)施過程是能量控制策略的關(guān)鍵技術(shù)，本文便以并聯(lián)混合動(dòng)力汽車中各動(dòng)力源間的能量控制為主要研究對(duì)象，進(jìn)行混合動(dòng)力汽車的轉(zhuǎn)矩分配與動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制研究。 對(duì)當(dāng)前混合動(dòng)力汽車中常用的幾種控制策略的工作原理及適用領(lǐng)域進(jìn)行分析，選擇實(shí)用性較強(qiáng)、便于實(shí)現(xiàn)的邏輯門限控制策略，采用正向仿真的思想。根據(jù)駕駛員的加速和制動(dòng)踏板行程所對(duì)應(yīng)的變速箱輸入端轉(zhuǎn)矩需求，建立駕駛員需求轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)蓄電池SOC特性及駕駛員需求轉(zhuǎn)矩在內(nèi)燃機(jī)穩(wěn)態(tài)效率MAP圖中的位置確定發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)需要輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩預(yù)分配，完成相應(yīng)仿真模型建立。 為實(shí)現(xiàn)整車能夠在各運(yùn)行模式間平穩(wěn)切換，不影響整車的乘坐舒適性及平順性，對(duì)整車運(yùn)行中每一個(gè)運(yùn)行模式，發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及模式運(yùn)行條件進(jìn)行逐一分析，并完成相應(yīng)整車控制流程。對(duì)可能遇到的模式之間切換過程進(jìn)行詳細(xì)分析，制定相應(yīng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制流程，為之后動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制提供理論支持。 在AVL/Cruise中建立相應(yīng)的并聯(lián)混合動(dòng)力汽車駕駛員、發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池、傳動(dòng)系、車輪等各主要部件模型，采用MATLAB API的方式與MATLAB/Simulink中的整車控制模型進(jìn)行在線聯(lián)合仿真，選擇循環(huán)工況、制動(dòng)/怠速/行駛等計(jì)算任務(wù)，分別驗(yàn)證控制策略在驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的可行性。 【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)混合動(dòng)力 能量控制策略 轉(zhuǎn)矩分配 動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.2 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車（PHEV）控制策略9-11
• 1.2.1 整車控制流程9-10
• 1.2.2 控制策略的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 PHEV 能量控制策略種類劃分11-16
• 1.3.1 基于規(guī)則的控制策略12-15
• 1.3.2 基于最優(yōu)化的控制策略15-16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車能量分配18-30
• 2.1 混合動(dòng)力汽車特點(diǎn)及分類18-22
• 2.1.1 混合動(dòng)力汽車特點(diǎn)18-19
• 2.1.2 混合動(dòng)力汽車分類19-20
• 2.1.3 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車（PHEV）介紹20-22
• 2.2 駕駛員需求轉(zhuǎn)矩的確定22-23
• 2.3 并聯(lián)混合動(dòng)力轉(zhuǎn)矩預(yù)分配策略23-29
• 2.3.1 并聯(lián)混合動(dòng)力轉(zhuǎn)矩預(yù)分配依據(jù)23-24
• 2.3.2 蓄電池組狀態(tài)的劃分24-25
• 2.3.3 并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的確定25-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制30-38
• 3.1 并聯(lián)混合動(dòng)力基本運(yùn)行模式分析30-31
• 3.2 不同模式之間切換分析31-35
• 3.2.1 驅(qū)動(dòng)模式間切換過程分析32
• 3.2.2 制動(dòng)模式間切換過程分析32-34
• 3.2.3 驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)模式間切換過程分析34-35
• 3.3 動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制流程35
• 3.4 動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制仿真模型建立35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 整車控制策略仿真分析38-55
• 4.1 CRUISE 軟件介紹38-40
• 4.2 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車前向模型的建立40-44
• 4.2.1 仿真模型設(shè)置41-43
• 4.2.2 CRUISE /MATLAB API 設(shè)置43-44
• 4.2.3 CRUISE 部件間信息鏈接44
• 4.3 聯(lián)合仿真模塊的創(chuàng)建44-46
• 4.4 CRUISE 與 MATLAB 仿真及結(jié)果分析46-53
• 4.4.1 NEDC 工況47-51
• 4.4.2 制動(dòng)模式下 Brake/Coast/Thrust 計(jì)算51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

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