混合動力汽車動力分配系統(tǒng)建模、控制與仿真研究

【摘要】： 本文對混合動力汽車動力分配系統(tǒng)的建模、控制與仿真進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 研發(fā)節(jié)能、低排放的汽車可以有效緩解能源壓力和改善環(huán)境質(zhì)量?；旌蟿恿ζ囎鳛楫?dāng)前階段內(nèi)提高燃油經(jīng)濟(jì)性的代表車輛，是一種很有前途的燃料節(jié)能技術(shù)，其可行性已經(jīng)在幾個(gè)成功的商業(yè)模式中得到了證明。在常見的結(jié)構(gòu)配置中，動力分配型(混聯(lián)式)結(jié)構(gòu)配置具有優(yōu)越的設(shè)計(jì)和控制靈活性，并達(dá)到了最高的整體效率。目前世界上豐田、通用、克萊斯勒、福特等大公司生產(chǎn)的大多數(shù)混合動力汽車都采用混聯(lián)式結(jié)構(gòu)。 本文對常見的混合動力汽車動力分配配置結(jié)構(gòu)和能量流動進(jìn)行了討論，闡明動力分配系統(tǒng)在混合動力汽車中的重要作用。對提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性能的動力和非動力兩個(gè)方面因素和優(yōu)化控制進(jìn)行了分析。接著針對動力分配系統(tǒng)中的核心部件行星齒輪組作了詳細(xì)的討論，建立了行星齒輪組的動態(tài)仿真模型，從這一模型出發(fā)，結(jié)合實(shí)際的組件所測試出的效率和燃油消耗映射圖，詳細(xì)分析并給出了動力分配系統(tǒng)其它核心組件，如發(fā)動機(jī)，電動機(jī)，蓄電池等模型。在此基礎(chǔ)上建立了整車系統(tǒng)的仿真模型，本文采用減少燃油消耗并維持蓄電池能量的控制目標(biāo)，研究了常用的汽車整車仿真方法和能量管理策略。 作者基于FTP-95(聯(lián)邦測試程序)和US-06(附加聯(lián)邦測試程序)駕駛循環(huán)工況，針對混合動力汽車的燃油消耗進(jìn)行了仿真。對比豐田普瑞斯及美國可再生能量實(shí)驗(yàn)室的ADVISOR仿真軟件的測試數(shù)據(jù)，本文的仿真結(jié)果表明：所建立的動力分配系統(tǒng)和控制方法能有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性能，并能將蓄電池電量變化值維持在一個(gè)較低水平。本文的混合動力汽車仿真框架有助于汽車設(shè)計(jì)人員更科學(xué)有效地研究動力分配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 行星齒輪 控制策略 建模與仿真
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 概述10-16
• 1.1 論文的研究目的及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外混合動力汽車技術(shù)研究現(xiàn)狀和進(jìn)展12-14
• 1.2.1 世界混合動力汽車技術(shù)的進(jìn)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 我國混合動力汽車技術(shù)的進(jìn)展現(xiàn)狀14
• 1.3 論文主要內(nèi)容及安排14-16
• 第2章 混合動力汽車的總體方案設(shè)計(jì)16-34
• 2.1 混合動力汽車技術(shù)的分類16-26
• 2.1.1 串聯(lián)式混合動力汽車(SHEV)16-17
• 2.1.2 并聯(lián)式混合動力汽車(PHEV)17-18
• 2.1.3 混聯(lián)式混合動力汽車(SPHEV)18-19
• 2.1.4 混合動力汽車的能量傳輸19-24
• 2.1.5 混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能24-26
• 2.2 本課題關(guān)于混合動力汽車動力分配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求26-34
• 2.2.1 非動力因素對燃油經(jīng)濟(jì)性能的影響27-33
• 2.2.2 動力因素對燃油經(jīng)濟(jì)性能的影響33-34
• 第3章 混合動力汽車行星齒輪組動力分配單元34-47
• 3.1 行星齒輪的發(fā)展及應(yīng)用范圍34
• 3.2 行星齒輪組在混合動力汽車中的應(yīng)用分類及主要控制參數(shù)34-41
• 3.2.1 行星齒輪組的自由度35-36
• 3.2.2 行星齒輪組的傳動比率及其運(yùn)動36-40
• 3.2.3 行星齒輪組在混合動力汽車中的應(yīng)用分類40-41
• 3.3 混合動力汽車用行星齒輪組與電子無級變速器41-47
• 3.3.1 行星齒輪組實(shí)現(xiàn)電子無級變速功能的原理演示41-42
• 3.3.2 行星齒輪組的傳動效率及物理模型42-47
• 第4章 混合動力汽車動力分配系統(tǒng)建模47-69
• 4.1 建模方法描述47-49
• 4.2 循環(huán)工況模型49-51
• 4.3 駕駛員模型51-52
• 4.4 發(fā)動機(jī)模型52-55
• 4.5 電機(jī)模型55-59
• 4.6 蓄電池模型59-66
• 4.7 行星齒輪組模型66-67
• 4.8 車體模型67-69
• 第5章 混合動力汽車控制系統(tǒng)及整車系統(tǒng)仿真69-82
• 5.1 混合動力汽車控制策略69-70
• 5.2 整車系統(tǒng)仿真模型70-79
• 5.2.1 功率信號72-73
• 5.2.2 驅(qū)動模式73-74
• 5.2.3 能量分配模塊74-75
• 5.2.4 發(fā)動機(jī)控制器75-76
• 5.2.5 電動機(jī) MG2控制器76-77
• 5.2.6 發(fā)電機(jī) MG1控制器77-78
• 5.2.7 ω_s控制器78-79
• 5.2.8 剎車控制器79
• 5.3 仿真結(jié)果79-82
• 結(jié)論82-84
• 參考文獻(xiàn)84-89
• 附錄 行星齒輪組實(shí)現(xiàn)無極變速功能的原理演示89-92
• 致謝92-93
• 研究生履歷93

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