CVT混合動力汽車的設(shè)計與控制策略仿真研究

【摘要】：本文主要研究工作是緊密圍繞湖南大學(xué)“985工程”二期建設(shè)項目汽車先進設(shè)計制造技術(shù)科技創(chuàng)新平臺混合電動汽車電控系統(tǒng)來開展研究的。 論文首先闡述和分析了研究新型電動汽車技術(shù)的重要意義和緊迫性，詳細分析了純電動汽車、燃料電池車和混合電動汽車等各種新型電動汽車技術(shù)的優(yōu)缺點。對目前各種混合電動汽車架構(gòu)進行了詳盡的分析和評價，給出了最適合該項目的混合動力電動汽車的整車方案。對混合電動汽車上各部件間的信息流進行詳細分析，并自主設(shè)計和實施了整車的CAN總線網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用層協(xié)議。 設(shè)計制作完成了基于DSP的能量總成控制器，對系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計進行了詳細的分析，并給出了車載系統(tǒng)設(shè)計的注意事項和經(jīng)驗總結(jié)，提出了模塊化的設(shè)計想法，使得硬件和軟件的開發(fā)更加簡單化，減少了許多重復(fù)的工作。論文接下來討論了基于模糊邏輯的混合動力電動汽車的控制策略。該控制策略的算法主要對發(fā)動機的工作區(qū)間以及工作效率進行了優(yōu)化，對整車性能的提高起到了關(guān)鍵性的作用。同時，針對制動時的能量回收策略也進行了模糊優(yōu)化算法，把電池的工作特性也納入了控制范圍。同時建立了針對HEV混合動力電動汽車的仿真模型，特別對整車控制策略進行深入的研究和分析。采用模糊算法等智能控制方法，著重研究了發(fā)動機和電機之間出力匹配的優(yōu)化、CVT的優(yōu)化控制以及制動能量回收的控制。針對美國UDC工況進行了基于Cruise／Matlab的仿真，仿真結(jié)果表明本文提出的算法是有效可行的，使目標參數(shù)油耗和排放都得到了很好的優(yōu)化。 在最后，論文開發(fā)設(shè)計了能源總成控制器的上位機配套監(jiān)控軟件，方便試車調(diào)試和數(shù)據(jù)的收集處理分析，為今后進一步的深入研究打下了堅實的基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)型混合動力電動汽車 控制策略 模糊邏輯 CAN總線 DSP技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 項目背景10
• 1.2 新型汽車比較10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究情況11-15
• 1.3.1 國外研究情況11-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究情況13-15
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點15-16
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容15
• 1.4.2 創(chuàng)新點15-16
• 第2章 整車系統(tǒng)的選型分析16-24
• 2.1 整車動力系統(tǒng)選型分析16-20
• 2.1.1 串聯(lián)型混合電動汽車動力系統(tǒng)16-17
• 2.1.2 并聯(lián)型混合電動汽車動力系統(tǒng)17-19
• 2.1.3 混聯(lián)型混合電動汽車動力系統(tǒng)19-20
• 2.2 影響選型的因素20-21
• 2.2.1 性能要求20-21
• 2.2.2 技術(shù)基礎(chǔ)21
• 2.2.3 持續(xù)開發(fā)性21
• 2.2.4 成本和維護費用控制21
• 2.3 車型的選擇21
• 2.4 動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇21-23
• 2.5 小結(jié)23-24
• 第3章 基于CAN總線技術(shù)的整車設(shè)計24-32
• 3.1 CAN總線技術(shù)簡介24
• 3.2 CAN總線的特點24-25
• 3.3 總線協(xié)議25-27
• 3.4 基于CAN網(wǎng)絡(luò)的整車設(shè)計27-31
• 3.4.1 整車結(jié)構(gòu)設(shè)計27-28
• 3.4.2 CAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計28-30
• 3.4.3 CAN網(wǎng)絡(luò)的波特率和各信息幀頻率的確定30-31
• 3.5 小結(jié)31-32
• 第4章 混合電動汽車能量總成控制器的軟硬件設(shè)計32-51
• 4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計32-37
• 4.1.1 系統(tǒng)需求分析32-33
• 4.1.2 能量總成控制器功能分析33
• 4.1.3 功能模塊劃分33-34
• 4.1.4 CPU選型34-37
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計37-42
• 4.2.1 硬件總體框圖37-38
• 4.2.2 電源轉(zhuǎn)換模塊38-39
• 4.2.3 JTAG接口39
• 4.2.4 I/O模塊39-41
• 4.2.5 CAN隔離模塊41
• 4.2.6 SCI模塊電路41-42
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計42-50
• 4.3.1 系統(tǒng)資源分配42-43
• 4.3.2 主程序流程43
• 4.3.3 初始化程序43
• 4.3.4 I/O模塊43-45
• 4.3.5 A/D采樣模塊45-46
• 4.3.6 CAN通信模塊46-49
• 4.3.7 定時器模塊49-50
• 4.4 小結(jié)50-51
• 第5章 整車控制策略的仿真實驗和研究51-85
• 5.1 設(shè)計思想51-53
• 5.1.1 設(shè)計目標51
• 5.1.2 設(shè)計總體思想51-52
• 5.1.3 控制的難點52-53
• 5.2 整車仿真模型的建立53-62
• 5.2.1 仿真系統(tǒng)模型53
• 5.2.2 車輛動力學(xué)模型53-56
• 5.2.2.1 力平衡方程54-56
• 5.2.2.2 功率平衡方程56
• 5.2.3 發(fā)動機模型的建立56-58
• 5.2.4 電機模型的建立58-60
• 5.2.5 電池模型的建立60-61
• 5.2.6 無級變速器模型的建立61-62
• 5.3 ECU控制策略62-66
• 5.3.1 ECU控制模式62-63
• 5.3.1.1 能量分配及充電控制模式62-63
• 5.3.1.2 回饋制動控制模式63
• 5.3.2 車輛行進模式63-65
• 5.3.2.1 泊車模式63
• 5.3.2.2 空擋模式63-64
• 5.3.2.3 倒檔模式64
• 5.3.2.4 前進模式64
• 5.3.2.5 制動模式64-65
• 5.3.2.6 備用模式65
• 5.3.3 CVT的控制65-66
• 5.4 基于模糊邏輯的能量分配策略66-73
• 5.4.1 充電模式67-70
• 5.4.1.1 充電模式能量流向與結(jié)構(gòu)67-68
• 5.4.1.2 模糊控制基本理論68
• 5.4.1.3 輸入/輸出量的模糊化68-69
• 5.4.1.4 模糊規(guī)則的設(shè)計69
• 5.4.1.5 模糊推理以及解模糊化69-70
• 5.4.2 發(fā)動機最優(yōu)工作模式70-71
• 5.4.2.1 發(fā)動機最優(yōu)模式能量流向框圖70
• 5.4.2.2 控制方法及步驟70-71
• 4.2.3 發(fā)動機最優(yōu)工作曲線的確定71-73
• 5.5 基于模糊邏輯的制動能量回饋策略73-78
• 5.5.1 回收模式的選取73-74
• 5.5.2 制動能量回饋的控制量74-75
• 5.5.2.1 電池電量74-75
• 5.5.2.2 電機轉(zhuǎn)速75
• 5.5.2.3 制動踏板行程75
• 5.5.3 制動能量回饋的模糊控制器的設(shè)計75-78
• 5.5.3.1 制動能量回饋模糊控制器的結(jié)構(gòu)75-76
• 5.5.3.2 模糊控制器的設(shè)計76-78
• 5.6 仿真結(jié)果78-84
• 5.7 小結(jié)84-85
• 第6章 系統(tǒng)監(jiān)控軟件85-92
• 6.1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能85-86
• 6.2 監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集86-87
• 6.3 監(jiān)控系統(tǒng)的串口通信協(xié)議及參數(shù)87-89
• 6.3.1 有關(guān)串行通信的物理標準87-88
• 6.3.2 面向比特的同步協(xié)議88-89
• 6.3.3 監(jiān)控參數(shù)的設(shè)定89
• 6.4 監(jiān)控系統(tǒng)的界面顯示89-91
• 6.5 分析數(shù)據(jù)與建立趨勢曲線91
• 6.6 小結(jié)91-92
• 論文總結(jié)與展望92-94
• 參考文獻94-98
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄98-99
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目99-100
• 致謝100

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電動汽車再生制動能量高效回收控制策略研究    徐海東

電動汽車制動能量回收的分析與研究    唐鵬

CVT混合動力汽車再生制動系統(tǒng)的研究與仿真    宮帥

超級電容在混合動力汽車中的應(yīng)用發(fā)展    張玉龍;王銀山;賈同國;

車輛制動能量回收再利用技術(shù)研究    張子英;張保成;

汽車混合動力技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景    陳建文;令狐婷;呂良愷;梁聰聰;

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基于兩種電機模型的路段組合優(yōu)化    李召華;滕保華;李靖;

混合動力電動汽車再生制動控制策略研究    張宇

基于模糊控制的再生制動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    夏良梁

混合動力電動汽車運行狀態(tài)切換過程動態(tài)控制研究    牛艷霞

PHEV再生制動控制策略的研究    康娣

太陽能輔助動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計及控制策略研究    呂翔

純電動客車再生制動與氣壓制動協(xié)調(diào)控制策略研究    呂奉陽

基于CVT的插電式混合動力電動汽車系統(tǒng)研究    劉雪梅

混合動力輕客動力參數(shù)匹配及控制策略研究    何海波

混合動力叉車動力裝置參數(shù)匹配與能量控制策略研究    王鑫

混合動力汽車控制策略研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢    舒紅,秦大同,胡建軍

并聯(lián)式混合動力汽車多能源動力總成控制單元的研究與開發(fā)    張欣,李國岫,宋建鋒,王大興

獨立CAN總線控制器SJA1000    張培仁,王洪波

基于CAN總線分布式控制系統(tǒng)智能節(jié)點的設(shè)計    歐德翔,汪至中

ADVISOR軟件的混合仿真方法    張翔,趙韓,錢立軍,張炳力

電動汽車仿真軟件ADVISOR的應(yīng)用    張翔,趙韓,錢立軍,張炳力

應(yīng)用于車輛實時動力學(xué)仿真的懸架模型    管欣,張威,葉顯峰

電動汽車用鉛酸電池放電特性的研究    陳全世,林擁軍,張東民

電動汽車鉛酸電池充放電過程建模    彭金春,陳全世,韓曾晉

CAN通信網(wǎng)絡(luò)在汽車中的應(yīng)用研究    葛林,周文華,徐航

基于多DSP并行處理的變壓器監(jiān)控裝置設(shè)計    張繼蘭;

基于模糊邏輯專家系統(tǒng)的機車動力系統(tǒng)電力故障診斷    劉循;董德存;仝力;

基于CAN總線的混合動力汽車控制系統(tǒng)設(shè)計    王學(xué)軍;張玉璘;

基于CAN總線的奔騰混合動力汽車控制系統(tǒng)設(shè)計    周濤;張玉璘;

基于多DSP并行處理的變壓器智能終端    陳玉國;張繼蘭;

基于CAN總線的車身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其控制策略研究    郭利進;王化祥;龔進峰;

電動大客車傳動系統(tǒng)控制技術(shù)研究    林程;陳國強;孟祥;孫逢春;

混合動力電動大客車模糊控制下的仿真分析    吳彤峰;鄭毅;韓繼龍;

多能源混合電動汽車控制策略的模糊預(yù)測研究(英文)    余群明;喻偉雄;周健;王耀南;M.Sorg;C.Ament;H.Selzer;

并聯(lián)式混合動力車能量控制策略設(shè)計(英文)    王愛華;

基于CAN總線的抽油桿連續(xù)調(diào)質(zhì)溫控系統(tǒng)設(shè)計    吳文秀;

基于CAN總線的拖拉機虛擬儀表系統(tǒng)設(shè)計    王文偉;魯植雄;袁越陽;

混合動力汽車CAN總線控制系統(tǒng)的設(shè)計    陳海生;田廣強;

江淮格爾發(fā)重卡CAN總線應(yīng)用    王宜海;

基于CAN總線的配電網(wǎng)故障選線數(shù)據(jù)采集機的設(shè)計    王時勝;李昌;劉祥印;歐陽偉;沈力軍;徐貞華;

CAN總線技術(shù)在變電站預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用    劉濤;趙洪剛;劉新泉;孫全江;

CAN總線在汽化冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用    孫渝蘭;

CAN總線在IBS中的應(yīng)用    應(yīng)士君;

基于CAN總線的燃料電池轎車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究    劉顯貴;

船舶自動化機艙CAN總線控制系統(tǒng)    許明華;

我市結(jié)核病控制策略覆蓋率達100%    本報記者 曹智輝 通訊員 毛彤靈

StarCore公布新型DSP技術(shù)    夢辛

TI DSP技術(shù)推動新應(yīng)用    

汽車業(yè)迎接CAN總線應(yīng)用時代    李映

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯    

DSP技術(shù)投入商業(yè)化大生產(chǎn)    

基于CAN總線的汽車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的研究    上海汽車電子工程中心主任 夏冠群

規(guī)?；i場豬呼吸道疾病綜合征（PRDC）的控制策略及效果    河南鑫欣牧業(yè) 張清海

我市結(jié)核病控制策略覆蓋率達100%    劉革

豬場疾病控制策略    劉立茂

基于CAN總線的混合動力汽車輔助動力單元系統(tǒng)與控制策略研究    曹珊

基于閾值控制策略的若干生產(chǎn)問題的研究    劉軍

結(jié)構(gòu)振動智能控制的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯方法研究    閻石

電動汽車分布式控制系統(tǒng)的總線調(diào)度與整車控制策略的研究    萬仁君

無線通信網(wǎng)絡(luò)接入控制技術(shù)研究    胡南

液驅(qū)混合動力車輛控制系統(tǒng)研究    易綱

基于模糊—進化理論的帆船運動路線規(guī)劃研究    葛艷

載貨汽車電控空氣懸架的匹配設(shè)計與控制研究    姜立標

一種新型混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)設(shè)計、仿真及電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究    趙濤

模糊邏輯中若干問題的研究    覃鋒

CVT混合動力汽車的設(shè)計與控制策略仿真研究    張健

并聯(lián)混合動力客車模糊控制策略的研究    劉勝鐵

長安混合動力汽車排放控制研究    姚明亮

基于CAN總線的汽車發(fā)動機電子節(jié)氣門控制技術(shù)研究    曾志偉

基于DSP的逆變電源研究    謝芳

混合動力汽車動力總成智能控制系統(tǒng)研究    王國海

基于CAN總線的混合動力公交客車控制系統(tǒng)設(shè)計    張振英

基于智能控制的開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)矩脈動抑制研究    彭寒梅

基于CAN總線的三相逆變電源并聯(lián)運行研究    謝峰

車輛電子駐車制動系統(tǒng)（EPB）的軟件設(shè)計研究    趙育良