混合動力汽車動力匹配控制系統(tǒng)研究

【摘要】：隨著人類文明與工業(yè)文明的發(fā)展,汽車已經(jīng)逐步成為人類生產(chǎn)生活密不可分的一部分。但是隨著汽車保有量的不斷上升,日益嚴峻的環(huán)境污染和能源短缺問題逐漸走入人們的視野。因此,開發(fā)低油耗、低排放的新能源汽車已經(jīng)成為當今汽車工業(yè)發(fā)展的主要趨勢,實現(xiàn)新能源汽車的研發(fā)與生產(chǎn)制造也成為了各大汽車生產(chǎn)制造企業(yè)的首要任務?；旌蟿恿ζ嚾诤狭藗鹘y(tǒng)內(nèi)燃機汽車和純電動汽車二者的優(yōu)點,在滿足汽車行駛性能要求的同時還能夠有效地降低燃油消耗和廢氣排放,它的出現(xiàn)為解決能源短缺和改善環(huán)境污染提供了有效手段,也成為當今汽車發(fā)展的主要方向。本文研究并分析了混合動力汽車的驅(qū)動模式,混合動力汽車一般具有兩個或者兩個以上的能量源作為動力輸出,通過整車部件的能量傳遞來驅(qū)動汽車行駛。它可采用發(fā)動機或電動機單獨工作模式,又可以采用二者聯(lián)合工作模式,通過合理的能量控制策略來分配發(fā)動機和電動機的轉(zhuǎn)矩輸出以獲得良好的燃油經(jīng)濟性和排放性。作為混合動力汽車的關鍵核心技術(shù),動力系統(tǒng)匹配控制策略設計的好壞將直接影響整車系統(tǒng)的性能指標。良好的動力匹配控制策略能夠更為合理地分配發(fā)動機和電動機之間的輸出轉(zhuǎn)矩以滿足車輛在行駛過程中的動力性能、燃油經(jīng)濟性以及排放性的要求。因此,作為混合動力汽車的能量控制中樞,動力匹配控制策略的研究就顯得尤為重要了。大多數(shù)混合動力汽車采用電力輔助式的控制策略,該策略雖然能夠保證兩大動力系統(tǒng)合理匹配的問題,但是這種控制策略只能通過使發(fā)動機的輸出特性維持在高效區(qū)間內(nèi),并不能根據(jù)實時路況實現(xiàn)發(fā)動機效率的最優(yōu)輸出,整車系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟性和排放性并不能得到很好的體現(xiàn),所以需要進一步對控制策略進行研究和分析。本文針對上述問題,為提升整車系統(tǒng)效率與燃油經(jīng)濟性,研究并設計了更為高效且易于實現(xiàn)的混合動力汽車動力匹配控制系統(tǒng);研究整車系統(tǒng)的動力模型與燃油經(jīng)濟性模型;分析介紹了常見的幾種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、控制策略、工作原理及優(yōu)缺點,并利用電動汽車仿真軟件Advisor2002對整車系統(tǒng)中的關鍵部件進行建模分析;最后在Matlab/Simulink環(huán)境中,對混合動力汽車動力匹配模糊控制系統(tǒng)進行整車系統(tǒng)建模,并把建模后的模型嵌入到Advisor2002中進行仿真分析,通過對比電力輔助式混合動力驅(qū)動控制系統(tǒng),模糊控制策略在燃油經(jīng)濟性、排放性、儲能蓄電池SOC以及整車動力性能都有提升,驗證了本次研究設計的動力系統(tǒng)仿真模型及控制策略的正確性與可行性。 【關鍵詞】：混合動力汽車 動力匹配 控制策略 模糊控制 仿真
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 引言10-11
• 1.2 混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國外混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析11-12
• 1.2.2 國內(nèi)混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀分析12
• 1.3 混合動力汽車面臨的關鍵問題12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 混合動力汽車系統(tǒng)理論14-24
• 2.1 汽車動力性14-20
• 2.1.1 汽車驅(qū)動力和行駛阻力14-19
• 2.1.2 動力源總功率19-20
• 2.2 燃油經(jīng)濟性20-22
• 2.3 電動機理論基礎22-23
• 2.3.1 永磁無刷直流電機22-23
• 2.3.2 永磁同步電機23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 混合動力汽車的基本分類與驅(qū)動控制策略研究24-31
• 3.1 混合動力汽車的基本分類24-27
• 3.1.1 串聯(lián)式混合動力汽車24-25
• 3.1.2 并聯(lián)式混合動力汽車25-26
• 3.1.3 串-并聯(lián)式混合動力汽車26-27
• 3.2 混合動力汽車驅(qū)動控制策略研究27-30
• 3.2.1 串聯(lián)式混合動力汽車驅(qū)動控制策略27-28
• 3.2.2 并聯(lián)式混合動力汽車驅(qū)動控制策略28-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第4章 仿真方法與模型搭建31-41
• 4.1 電動汽車仿真軟件Advisor介紹31
• 4.2 Advisor車輛建模仿真方法31-33
• 4.2.1 后向仿真方法31-32
• 4.2.2 前向仿真方法32
• 4.2.3 前后向混合仿真方法32-33
• 4.3 仿真模型確立33-40
• 4.3.1 整車模型分析34-36
• 4.3.2 發(fā)動機模塊分析36-37
• 4.3.3 排氣后處理系統(tǒng)模塊分析37-38
• 4.3.4 電機/控制器模塊分析38-39
• 4.3.5 并聯(lián)式混合動力汽車模型39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 混合動力汽車動力匹配控制策略研究41-59
• 5.1 混合動力汽車動力匹配控制策略設計關鍵因素41-42
• 5.2 模糊控制介紹42-44
• 5.2.1 模糊控制發(fā)展42
• 5.2.2 模糊控制特點42-43
• 5.2.3 模糊控制基本原理與組成43-44
• 5.3 基于模糊控制策略的混合動力汽車動力匹配研究44-45
• 5.3.1 模糊控制策略在混合動力汽車應用中的問題44
• 5.3.2 模糊控制策略在混合動力汽車解決方法44-45
• 5.4 模糊控制器設計45-49
• 5.4.1 模糊控制器結(jié)構(gòu)設計45-46
• 5.4.2 控制器模糊規(guī)則建立46-49
• 5.5 模糊控制系統(tǒng)仿真分析49-58
• 5.5.1 仿真初始條件確定49-50
• 5.5.2 仿真結(jié)果分析50-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論59-61
• 6.1 研究總結(jié)59-60
• 6.2 研究創(chuàng)新點60
• 6.3 研究展望60-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65

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