插電式CVT混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)控制策略研究

【摘要】：混合動(dòng)力汽車與傳統(tǒng)汽車相比的一個(gè)顯著特征就是具有再生制動(dòng)功能。在車輛制動(dòng)或減速過程中，車輛所需的部分制動(dòng)力通過再生制動(dòng)產(chǎn)生，在滿足制動(dòng)安全性的條件下，這一部分制動(dòng)能量通過電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存到蓄電池組中實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收。這樣可以實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)和減速，又可以有效地降低車輛的燃油消耗和排放，而且還可以減少摩擦片的磨損。 在插電式CVT混合動(dòng)力汽車進(jìn)入制動(dòng)工況時(shí)，利用CVT的速比連續(xù)變化特性，通過調(diào)節(jié)CVT速比使電機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，從而可以使電機(jī)工作在發(fā)電的高效區(qū)域，最大限度地回收制動(dòng)能量。本文以某款插電式CVT混合動(dòng)力汽車為研究對(duì)象，對(duì)混合動(dòng)力再生制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析和仿真研究，取得了如下結(jié)果： ①基于對(duì)傳統(tǒng)汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)的分析，綜合考慮鋰電池組的快速充電特性、ISG電機(jī)的高效發(fā)電特性和發(fā)動(dòng)機(jī)反拖制動(dòng)對(duì)再生制動(dòng)系統(tǒng)的影響，比較了制動(dòng)力分配策略，制定了插電式CVT混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力分配控制策略。 ②對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比，分析了再生制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和再生制動(dòng)的影響因素，選取了插電式混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，為后續(xù)的仿真和分析奠定了基礎(chǔ)。 ③分析了鋰電池的快速充電特性，考慮了溫度和SOC對(duì)電池充電效率的影響，綜合考慮ISG電機(jī)的效率特性，獲取了電池電機(jī)聯(lián)合高效工作曲線，并據(jù)此確定CVT速比控制目標(biāo)，制定了制動(dòng)時(shí)基于電池電機(jī)聯(lián)合高效工作的CVT速比控制策略。 ④通過對(duì)插電式混合動(dòng)力樣車再生制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作特點(diǎn)分析，基于能量傳遞路徑采用理論建模與數(shù)值建模相結(jié)合的方法，在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下建立了插電式CVT混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的后向仿真模型。 ⑤在常規(guī)制動(dòng)工況和典型城市驅(qū)動(dòng)循環(huán)工況下對(duì)所提出考慮溫度和SOC的電池電機(jī)聯(lián)合高效工作的再生制動(dòng)控制策略進(jìn)行仿真，并與僅考慮電機(jī)單獨(dú)高效工作的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。仿真結(jié)果表明本文的再生制動(dòng)控制策略可以滿足制動(dòng)安全性的要求，同時(shí)，電池電機(jī)聯(lián)合高效工作時(shí)的發(fā)電效率高于電機(jī)單獨(dú)高效工作時(shí)的發(fā)電效率，制動(dòng)能量回收率也較高。 【關(guān)鍵詞】：插電式CVT混合動(dòng)力汽車 再生制動(dòng) 控制策略 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U469.7;U463.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 混合動(dòng)力汽車概述9-12
• 1.1.1 混合動(dòng)力汽車的研究背景和意義9-10
• 1.1.2 混合動(dòng)力汽車的分類和特點(diǎn)10-11
• 1.1.3 插電式混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2 混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究背景和技術(shù)現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究背景12-14
• 1.2.2 再生制動(dòng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本課題的研究意義和主要內(nèi)容16-17
• 1.3.1 本課題的來源和研究意義16
• 1.3.2 本課題研究的主要內(nèi)容16-17
• 2 插電式 CVT 混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)與再生制動(dòng)系統(tǒng)研究17-25
• 2.1 插電式混合動(dòng)力汽車17-19
• 2.1.1 串聯(lián)式 PHEV 結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 并聯(lián)式 PHEV 結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.3 混聯(lián)式 PHEV 結(jié)構(gòu)19
• 2.2 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)分析19-22
• 2.2.1 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2.2 再生制動(dòng)的限值條件21-22
• 2.3 再生制動(dòng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 3 插電式 CVT 混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力分配控制策略25-43
• 3.1 汽車制動(dòng)過程中的動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析25-33
• 3.1.1 汽車制動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析25-27
• 3.1.2 汽車制動(dòng)時(shí)的理想制動(dòng)力分配27-29
• 3.1.3 具有固定比值的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配29
• 3.1.4 變比值制動(dòng)器制動(dòng)力分配29-33
• 3.2 混合動(dòng)力汽車制動(dòng)過程中的整車制動(dòng)力分析33-36
• 3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)34-35
• 3.2.2 電機(jī)再生制動(dòng)35-36
• 3.3 插電式 CVT 混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力分配控制策略36-42
• 3.3.1 基于最大化能量回收的制動(dòng)力分配控制策略37-39
• 3.3.2 定比例制動(dòng)力分配控制策略39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 基于電池電機(jī)聯(lián)合高效發(fā)電的 CVT 速比控制策略43-61
• 4.1 插電式混合動(dòng)力汽車鋰電池效率特性分析43-51
• 4.1.1 鋰離子電池工作原理43-44
• 4.1.2 鋰離子電池的工作特性44-47
• 4.1.3 表征鋰離子電池性能的工作參數(shù)47-50
• 4.1.4 鋰離子電池的效率分析50-51
• 4.2 ISG 電機(jī)工作原理和發(fā)電效率特性分析51-53
• 4.2.1 ISG 電機(jī)特點(diǎn)51-52
• 4.2.2 ISG 電機(jī)工作特性52-53
• 4.3 電池/電機(jī)聯(lián)合效率53-57
• 4.3.1 電池/電機(jī)聯(lián)合效率特性分析53-55
• 4.3.2 電池/電機(jī)聯(lián)合效率優(yōu)化工作曲線55-57
• 4.4 CVT 速比控制策略57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-61
• 5 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)仿真建模與分析61-83
• 5.1 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)建模思路61-62
• 5.2 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)建模62-70
• 5.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型62-63
• 5.2.2 鋰電池模型63-66
• 5.2.3 ISG 電機(jī)模型66-67
• 5.2.4 CVT 模型67-68
• 5.2.5 整車動(dòng)力學(xué)模型68-69
• 5.2.6 再生制動(dòng)控制模型69-70
• 5.3 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)在常規(guī)制動(dòng)工況下的仿真與分析70-75
• 5.3.1 30km/h 初始制動(dòng)車速下的仿真分析71-73
• 5.3.2 60km/h 初始制動(dòng)車速下的仿真分析73-75
• 5.4 PHEV 再生制動(dòng)系統(tǒng)在典型城市循環(huán)工況下的仿真與分析75-80
• 5.4.1 PHEV 在 ECE+EUDC 驅(qū)動(dòng)循環(huán)工況下的仿真分析76-77
• 5.4.2 PHEV 在 1015 驅(qū)動(dòng)循環(huán)工況下的仿真分析77-78
• 5.4.3 PHEV 在 UDDS 驅(qū)動(dòng)循環(huán)工況下的仿真分析78-79
• 5.4.4 PHEV 仿真結(jié)果分析79-80
• 5.5 本章小結(jié)80-83
• 6 結(jié)論與展望83-85
• 6.1 論文總結(jié)83
• 6.2 論文展望83-85
• 致謝85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄91
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文或?qū)＠夸?/span>91
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目目錄91

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