四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車建模與仿真研究

【摘要】：混合動(dòng)力汽車(Hybrid Electric Vehicle,簡(jiǎn)稱HEV)是指車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成的車輛,車輛的行駛轉(zhuǎn)矩依據(jù)實(shí)際的車輛行駛狀態(tài)由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)或共同提供,在能耗和排放性能上勝過內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車,而在續(xù)航里程上又勝過純電動(dòng)汽車,是當(dāng)今汽車的一個(gè)發(fā)展方向?；旌蟿?dòng)力車輛由于其節(jié)能、低排放等特點(diǎn)成為汽車研究與開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn),并且已經(jīng)開始商業(yè)化。本文選擇混聯(lián)式四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車作為研究對(duì)象,以“某汽車公司的某車型”為背景,采用基于模型“V”的開發(fā)模式,進(jìn)行了混合動(dòng)力汽車的建模與仿真研究,包括搭建仿真模型、離線仿真、快速控制原型、目標(biāo)代碼生成、硬件在環(huán)仿真等功能。具體如下：(1)在Matlab/Simulink環(huán)境下建立了混合動(dòng)力系統(tǒng)零部件(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、離合器、變速箱、整車)模型、控制器模型以及駕駛員模型,搭建了離線仿真平臺(tái)。(2)根據(jù)研究對(duì)象的工作模式及轉(zhuǎn)矩分配方法,采用模塊化的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略。(3)進(jìn)行了混合動(dòng)力系統(tǒng)零部件臺(tái)架試驗(yàn)并獲取了仿真所需參數(shù),在所搭建的離線仿真平臺(tái)上對(duì)整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了離線仿真分析。(4)基于VeriStand軟件及PXI硬件搭建了快速控制原型和硬件在環(huán)仿真平臺(tái),將兩者連接搭建為實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)?；赗TW自動(dòng)代碼生成技術(shù)將所設(shè)計(jì)控制策略下載到實(shí)際控制器,利用硬件在環(huán)仿真平臺(tái)對(duì)控制器進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真測(cè)試。本文通過離線仿真與實(shí)時(shí)仿真驗(yàn)證所建立的混合動(dòng)力汽車模型能夠滿足功能需求,各項(xiàng)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)均可達(dá)到預(yù)期效果,對(duì)今后其他混合動(dòng)力系統(tǒng)的建模和仿真研究具有一定的參考價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：四輪驅(qū)動(dòng) 混合動(dòng)力汽車 建模 離線仿真 實(shí)時(shí)仿真
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-27
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.2 汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)簡(jiǎn)介12-25
• 1.2.1 混合動(dòng)力汽車國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 混合動(dòng)力汽車基本類型16-21
• 1.2.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀21-22
• 1.2.4 混合動(dòng)力控制系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀22-25
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容25-27
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容25
• 1.3.2 本文結(jié)構(gòu)25-27
• 2 基于模型的混合動(dòng)力系統(tǒng)離線仿真研究27-49
• 2.1 混合動(dòng)力樣車總成構(gòu)型27-29
• 2.2 混合動(dòng)力系統(tǒng)離線仿真平臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)29-30
• 2.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)零部件建模30-44
• 2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型30-32
• 2.3.2 離合器模型32-35
• 2.3.3 變速箱模型35-37
• 2.3.4 電池模型37-40
• 2.3.5 電機(jī)模型40-41
• 2.3.6 車輛模型41-43
• 2.3.7 部件模型連接43-44
• 2.4 控制器模型44-45
• 2.5 駕駛員模型45
• 2.6 離線仿真平臺(tái)搭建45-47
• 2.7 本章小結(jié)47-49
• 3 混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略研究49-65
• 3.1 能量管理策略49-58
• 3.1.1 駕駛員需求轉(zhuǎn)矩解析策略49-50
• 3.1.2 換擋策略50-51
• 3.1.3 模式切換意向判斷策略51-52
• 3.1.4 轉(zhuǎn)矩分配策略52-58
• 3.2 動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略58-63
• 3.2.1 離合器動(dòng)態(tài)控制策略58-60
• 3.2.2 變速箱動(dòng)態(tài)過程控制策略60-63
• 3.3 本章小結(jié)63-65
• 4 臺(tái)架試驗(yàn)及HEV仿真分析65-79
• 4.1 混合動(dòng)力汽車零部件臺(tái)架試驗(yàn)65-71
• 4.2 離線仿真分析71-78
• 4.2.1 動(dòng)力性仿真分析72-74
• 4.2.2 經(jīng)濟(jì)性仿真分析74-78
• 4.3 本章小結(jié)78-79
• 5 混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真研究79-89
• 5.1 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)79-82
• 5.2 快速控制原型82-84
• 5.2.1 基于Matlab/Simulink的快速控制原型仿真系統(tǒng)82-83
• 5.2.2 基于Veristand的快速控制原型搭建83-84
• 5.3 硬件在環(huán)仿真84-88
• 5.3.1 仿真平臺(tái)搭建84-85
• 5.3.2 硬件在環(huán)仿真測(cè)試分析85-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 6 結(jié)論89-91
• 6.1 論文工作總結(jié)89
• 6.2 工作展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果95-99
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集99

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