插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車的匹配與仿真建模

【摘要】：石油資源的日益枯竭和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重使得發(fā)展新能源汽車成為必然的趨勢(shì)。由于純電動(dòng)汽車存在著續(xù)駛里程短、充電慢等缺點(diǎn),插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車作為過渡性的產(chǎn)物應(yīng)運(yùn)而生,它既可以通過外部電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電,降低了車輛對(duì)燃油的依賴性和使用成本,又可以保證汽車的續(xù)駛里程。插電式混合動(dòng)力汽車節(jié)能能力的發(fā)揮很大程度上取決于參數(shù)匹配和控制策略,因此,研究插電式混合動(dòng)力汽車的匹配與控制具有重要的意義。本文基于插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),以提高整車經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),進(jìn)行了參數(shù)匹配、整車控制策略、整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模及整車經(jīng)濟(jì)性仿真等方面的研究。詳述如下:①插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配。以整車動(dòng)力性為目標(biāo),先計(jì)算出動(dòng)力源總需求功率,分別計(jì)算出滿足設(shè)計(jì)要求的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的功率范圍,并在該功率范圍類等間距選擇三組不同的動(dòng)力源組合;根據(jù)所選定的不同的動(dòng)力源參數(shù)確定AMT變速器和主減速器的速比;根據(jù)純電動(dòng)續(xù)駛里程的要求和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)匹配電池組的參數(shù)。最后得到a、b和c三組不同動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)。②整車控制策略與動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模。整車控制策略主要包括模式切換和能量分配,本文選擇簡(jiǎn)單可靠的邏輯門控制策略,根據(jù)不同的動(dòng)力源參數(shù)設(shè)定閾值來控制模式的切換,在能量分配方面,發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)單獨(dú)工作時(shí),整車需求能量有各動(dòng)力源提供,發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)聯(lián)合工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)經(jīng)濟(jì)線上,多余能量用于充電,不足能量電機(jī)補(bǔ)充。本文選用逆向仿真方法,基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,模型主要包括:路況模型、AMT模型、工作模式切換模型、整車需求能量分配模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、后驅(qū)電機(jī)模型、BSG電機(jī)模型和電池組模型,按照動(dòng)力傳遞的逆向路線順序依次連接起來,得到整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)仿真模型。③仿真分析。本文在NEDC、UDDS和HWFET三種不同的循環(huán)工況下和CS及CD兩種不同的模式下,分別對(duì)a、b和c三組不同動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行能耗經(jīng)濟(jì)性仿真計(jì)算,仿真結(jié)果表明,在CD模式下,a組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)功率最小且電機(jī)功率最大,在不同的工況均為油耗最低,但電能消耗最高;c組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)功率最大且電機(jī)功率最小,在不同的工況均為油耗最高,但電能消耗最低;在CS模式下,三組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中電池組的SOC均能維持在0.3左右,而且a組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的油耗也最低,b組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的油耗次之,c組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的油耗也最高。綜合考慮,選擇a組動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作為最終匹配結(jié)果。 【關(guān)鍵詞】：插電式四驅(qū)混合動(dòng)力汽車 控制策略 參數(shù)匹配 能耗經(jīng)濟(jì)性
【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】：2015
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)分類9-14
• 1.2.1 串聯(lián)式四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車9-11
• 1.2.2 并聯(lián)式四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車11-12
• 1.2.3 混聯(lián)式四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車12-14
• 1.3 四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車參數(shù)匹配18-40
• 2.1 前言18
• 2.2 整車基本參數(shù)和設(shè)計(jì)要求18-20
• 2.2.1 原車型的結(jié)構(gòu)參數(shù)及技術(shù)參數(shù)18-20
• 2.2.2 設(shè)計(jì)要求20
• 2.3 動(dòng)力源參數(shù)設(shè)計(jì)20-29
• 2.3.1 動(dòng)力源總功率的確定20-21
• 2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)功率范圍的確定21-22
• 2.3.3 電機(jī)峰值功率范圍的確定22-26
• 2.3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的確定26
• 2.3.5 電機(jī)參數(shù)的確定26-29
• 2.4 電池組參數(shù)設(shè)計(jì)29-32
• 2.4.1 電池類型的選擇29-30
• 2.4.2 電池組參數(shù)的確定30-32
• 2.5 BSG電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
• 2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)33-35
• 2.6.1 AMT與主減速器速比選擇33-34
• 2.6.2 主減速器II速比選擇34-35
• 2.7 匹配結(jié)果35-38
• 2.8 本章小結(jié)38-40
• 3 整車控制策略的制定與整車模型的建立40-56
• 3.1 整車工作模式的分析40-41
• 3.2 整車控制策略的制定41-45
• 3.2.1 整車控制策略制定的基本原則41-42
• 3.2.2 工作模式切換的分析與建模42-43
• 3.2.3 能量分配與建模43-45
• 3.3 整車模型的建立45-55
• 3.3.1 循環(huán)工況模型45-47
• 3.3.2 整車動(dòng)力學(xué)模型47
• 3.3.3 AMT模型47-48
• 3.3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)模型48-49
• 3.3.5 驅(qū)動(dòng)電機(jī)模型49-50
• 3.3.6 BSG電機(jī)模型50-51
• 3.3.7 電池組模型51-55
• 3.4 整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模型55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 4 整車經(jīng)濟(jì)性仿真與分析56-76
• 4.1 電量消耗模式下整車經(jīng)濟(jì)性仿真56-68
• 4.1.1 NEDC循環(huán)工況經(jīng)濟(jì)性仿真56-60
• 4.1.2 UDDS循環(huán)工況經(jīng)濟(jì)性仿真60-64
• 4.1.3 HWFET循環(huán)工況經(jīng)濟(jì)性仿真64-68
• 4.2 電量維持模式下整車經(jīng)濟(jì)性仿真68-74
• 4.2.1 NEDC循環(huán)工況經(jīng)濟(jì)性仿真68-70
• 4.2.2 UDDS循環(huán)工況經(jīng)濟(jì)性仿真70-72
• 4.2.3 HWFET循環(huán)工況經(jīng)濟(jì)性仿真72-74
• 4.3 整車經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果分析74-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 5 全文總結(jié)與展望76-78
• 5.1 全文總結(jié)76-77
• 5.2 本文展望77-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83

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