混合動力汽車正向仿真系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

【摘要】：隨著汽車數(shù)量的增加,其所帶來有關(guān)能源和環(huán)境方面的問題越來越嚴重。相較于傳統(tǒng)汽車,混合動力汽車在燃油經(jīng)濟型和排放方面有較大的優(yōu)勢。因此,HEV在未來有很好的發(fā)展前景。 本文以某國內(nèi)企業(yè)利用現(xiàn)有車型(JU-1)開發(fā)混合動力轎車(JU-1A)的國家“863”項目為依托,就其正向模型的建立和正向仿真試驗臺實現(xiàn)進行了研究。 本文針對課題項目的混合動力汽車建立了正向仿真模型。對于正向模型,駕駛員模型是必不可少的,本文建立了基于加速度反饋的縱向駕駛員模型,駕駛員模型能夠很好的實現(xiàn)速度跟隨；我們對發(fā)動機、電機模型進行了簡化,模型只對其轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的輸入輸出進行了研究,忽略了其內(nèi)部的工作過程；對于傳動系的建模,我們把重點放在了換擋工作情況轉(zhuǎn)速的分析；對于電池建模,我們重點分析了電池的SOC值的估計,對與電流變化比較劇烈的混合動力汽車電池SOC的估計,我們采用了卡爾曼濾波法。模型能比較好的實現(xiàn)我們的研究重點。 對與整車的控制策略,本文采用了邏輯門限值控制算法。根據(jù)當前工況速度跟隨情況,駕駛員通過調(diào)節(jié)踏板開度,發(fā)出功率需求,根據(jù)蓄電池荷電狀態(tài)SOC值、發(fā)動機和電機工作狀態(tài)以及發(fā)動機、電機外特性來確定發(fā)動機、電機的工作狀態(tài)和輸出轉(zhuǎn)矩。另外,對切斷怠速、制動能量回收、SOC值維持、離合器、換擋控制進行了分析。 本文對混合動力汽車提出的控制策略進行仿真分析,設(shè)置了比較合理門限值,仿真結(jié)果表明混合動力汽車能夠很好的降低燃油消耗量。從而驗證了混合動力車對提高燃油經(jīng)濟性的有效性。對油門踏板不同策略的仿真分析證明了合理的策略對人車系統(tǒng)控制有較大的意義。 本文就硬件在環(huán)試驗臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理做了介紹。對于汽車控制技術(shù)開發(fā)了硬件在環(huán)試驗臺,實現(xiàn)了真實駕駛員信號的輸入。可以選擇不同的駕駛員和循環(huán)工況進行仿真實驗,從而縮短了汽車控制技術(shù)的開發(fā)周期。對不同油門踏板策略進行實驗研究分析,通過各個駕駛員的主觀評價進行分析,為油門踏板策略選擇提供了依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 正向建模 控制策略 試驗臺
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 混合動力汽車概論11-15
• 1.1.1 混合動力汽車優(yōu)缺點11-12
• 1.1.2 混合動力汽車分類12-14
• 1.1.3 混合動力汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2 混合動力汽車仿真技術(shù)及研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 逆向仿真模型16-17
• 1.2.2 正向仿真模型17
• 1.2.3 仿真軟件的國內(nèi)外現(xiàn)狀17-18
• 1.3 混合動力控制策略18-21
• 1.3.1 控制策略概述18-19
• 1.3.2 控制策略分類19-21
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容21-23
• 第2章 基于Matlab/Simulink的混合動力汽車正向建模23-35
• 2.1 整車建模思路25
• 2.2 駕駛員模型25-26
• 2.3 發(fā)動機模型26-27
• 2.4 電機模型27-28
• 2.5 蓄電池模型28-32
• 2.5.1 蓄電池數(shù)學模型28-29
• 2.5.2 蓄電池荷電狀態(tài)估計29-32
• 2.6 離合器模型32
• 2.7 變速器模型32-34
• 2.8 車輛速度模型34
• 2.9 本章小結(jié)34-35
• 第3章 混合動力汽車整車控制策略研究35-45
• 3.1 控制算法選擇36
• 3.2 整車能量分配控制策略36-42
• 3.2.1 切斷怠速38
• 3.2.2 加速踏板解析策略38
• 3.2.3 維持電池SOC值狀態(tài)38-39
• 3.2.4 制動能量回收39-41
• 3.2.5 防止縱向沖擊41-42
• 3.3 離合器控制42
• 3.4 換擋控制42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于正向模型的仿真分析45-57
• 4.1 取消怠速后循環(huán)工況的仿真結(jié)果與分析46-47
• 4.2 不同發(fā)動機關(guān)斷轉(zhuǎn)速循環(huán)工況的仿真結(jié)果與分析47-49
• 4.3 不同發(fā)動機關(guān)斷轉(zhuǎn)矩循環(huán)工況的仿真結(jié)果與分析49-51
• 4.4 不同油門解析對汽車性能影響的仿真分析51-54
• 4.5 原型車和混合動力汽車節(jié)能比較54-55
• 4.6 本章小結(jié)55-57
• 第5章 混合動力汽車正向仿真試驗臺的實現(xiàn)與實驗研究57-67
• 5.1 試驗臺的整體結(jié)構(gòu)57-59
• 5.1.1 基于xPC Target的實時仿真系統(tǒng)簡介57-58
• 5.1.2 仿真試驗臺的整體結(jié)構(gòu)58-59
• 5.2 試驗臺硬件環(huán)境的實現(xiàn)59-62
• 5.3 試驗臺軟件環(huán)境的實現(xiàn)62-65
• 5.3.1 xPC Target實時環(huán)境的配置和構(gòu)建62-63
• 5.3.2 "司機助"軟件的開發(fā)和作用63-65
• 5.4 實驗研究65-66
• 5.4.1 實驗方案65
• 5.4.2 實驗結(jié)果及處理65-66
• 5.5 本章總結(jié)66-67
• 第6章 全文總結(jié)67-69
• 6.1 全文總結(jié)67-68
• 6.2 不足和展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73

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