某混合動力汽車單排雙行星輪動力耦合裝置及控制策略研究

【摘要】：汽車作為20世紀最偉大的發(fā)明之一,給人們的生活帶來了巨大的改變。然而,有時科學也是一把“雙刃劍”,能源危機和環(huán)境惡化的不斷加劇,迫使人們尋求未來汽車的出路?；旌蟿恿ζ囉捎诶^承了傳統(tǒng)汽車成熟的技術,又具備電動汽車節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢,成為現(xiàn)階段的研究重點之一。通過動力耦合裝置和控制策略的良好結合,可以克服傳統(tǒng)汽車的缺點實現(xiàn)低排放、低油耗,又可以克服電動汽車的不足,具有與傳統(tǒng)汽車相當?shù)男詢r比,是目前最切實可行、可批量生產(chǎn)的節(jié)能、環(huán)保汽車。 本文研究一種基于單排雙行星機構的動力耦合裝置,既可以實現(xiàn)轉速耦合,又可以實現(xiàn)轉矩耦合。作為混聯(lián)式混合動力汽車的動力耦合裝置,可以根據(jù)車況合理、高效的分配發(fā)動機與電機的動力,實現(xiàn)最佳的動力性、經(jīng)濟性以及排放特性。 本文根據(jù)混合動力汽車對動力耦合裝置的功能要求,在選型的基礎上設計該動力耦合裝置的基本參數(shù)。深入分析動力耦合裝置的傳動效率以及整車動力系統(tǒng)的效率特性,建立匹配該動力耦合裝置的混合動力汽車的整車效率模型。以整車傳遞效率為目標,結合非線性最優(yōu)化方法—序列二次規(guī)劃方法對其進行優(yōu)化分析,得到效率最佳時的動力部件的工況,即其最優(yōu)工況。以優(yōu)化得到的最優(yōu)工況為參考,提出效率優(yōu)先整車控制策略,并通過仿真驗證其有效性。最后通過試驗,驗證該單排雙行星動力耦合裝置及整車效率優(yōu)先控制策略的基本性能和其應用于混合動力汽車的適用性等。 本文對基于行星機構的動力耦合裝置及效率優(yōu)先控制策略進行的研究,僅為以后開發(fā)、設計性能更高的動力耦合裝置提供參考。 【關鍵詞】：混合動力 動力耦合 單排雙行星機構 效率 序列二次規(guī)劃 控制策略
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U464.13
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 符號說明8-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 混合動力汽車關鍵技術研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2 混合動力汽車動力耦合裝置的發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 動力耦合裝置的功能13-14
• 1.2.2 動力耦合裝置的分類14-16
• 1.2.3 動力耦合裝置的典型應用16-17
• 1.2.4 動力耦合裝置的發(fā)展趨勢17
• 1.3 混合動力汽車整車控制策略17-18
• 1.4 課題來源及意義18-19
• 1.5 本文的研究內(nèi)容19-21
• 2 基于單排雙行星輪系的動力耦合裝置設計21-31
• 2.1 單排雙行星輪系動力耦合裝置的結構設計21-25
• 2.1.1 行星齒輪傳動的特點21-22
• 2.1.2 動力耦合裝置的基本結構選型22-23
• 2.1.3 動力耦合裝置基本參數(shù)的確定23-25
• 2.2 單排雙行星輪系動力耦合裝置的運動學特性分析25-30
• 2.2.1 動力耦合裝置的傳動比特性分析25-27
• 2.2.2 動力耦合裝置的轉速特性分析27-28
• 2.2.3 動力耦合裝置的轉矩特性分析28-30
• 2.3 本章小結30-31
• 3 基于單排雙行星輪系的動力耦合裝置傳遞效率研究31-44
• 3.1 動力耦合裝置傳遞效率分析31-38
• 3.1.1 嚙合功率法原理31-32
• 3.1.2 單排雙行星機構的傳遞效率32-36
• 3.1.3 轉化機構的效率損失系數(shù)36-38
• 3.2 動力耦合裝置各工作模式傳遞效率分析38-43
• 3.2.1 動力耦合裝置工作模式分類39-40
• 3.2.2 動力耦合裝置各個工作模式的效率分析40-43
• 3.3 本章小結43-44
• 4 PG-SPHEV整車能量傳遞效率研究44-66
• 4.1 PG-SPHEV各總成能量傳遞效率研究44-51
• 4.1.1 PG-SPHEV各總成效率特性分析44-46
• 4.1.2 PG-SPHEV各總成效率模型的建立46-51
• 4.2 PG-SPHEV典型工作模式能量傳遞效率研究51-58
• 4.2.1 PG-SPHEV典型工作模式能量流分析52-55
• 4.2.2 PG-SPHEV典型工作模式整車效率模型的建立55-58
• 4.3 PG-SPHEV整車能量傳遞效率最優(yōu)控制58-65
• 4.3.1 序列二次規(guī)劃優(yōu)化算法簡介59-61
• 4.3.2 PG-SPHEV整車能量傳遞效率優(yōu)化分析61-65
• 4.4 本章小結65-66
• 5 PG-SPHEV整車控制策略與仿真研究66-81
• 5.1 混合動力汽車整車控制策略66-69
• 5.1.1 混合動力汽車分層式整車控制系統(tǒng)66-68
• 5.1.2 混合動力汽車整車控制策略的控制目標及要點68-69
• 5.2 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略69-76
• 5.2.1 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略的提出69-70
• 5.2.2 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略的建立70-75
• 5.2.3 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略的MATLAB模型75-76
• 5.3 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略仿真研究76-80
• 5.3.1 電動汽車整車仿真軟件Cruise介紹77-78
• 5.3.2 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略仿真78-79
• 5.3.3 PG-SPHEV效率優(yōu)先控制策略仿真結果分析79-80
• 5.4 本章小結80-81
• 6 動力系統(tǒng)臺架試驗研究81-90
• 6.1 試驗臺架的搭建81-82
• 6.1.1 試驗目的與內(nèi)容81
• 6.1.2 試驗設備81-82
• 6.2 動力耦合裝置試驗82-85
• 6.2.1 動力耦合裝置轉速耦合試驗82-83
• 6.2.2 動力耦合裝置轉矩耦合試驗83-85
• 6.3 效率優(yōu)先控制策略部分工況試驗85-88
• 6.3.1 發(fā)動機啟動試驗85-86
• 6.3.2 發(fā)動機轉速調(diào)整試驗86-87
• 6.3.3 離合器結合試驗87-88
• 6.4 本章小結88-90
• 7 全文總結與研究展望90-92
• 7.1 全文總結90-91
• 7.2 創(chuàng)新點91
• 7.3 研究展望91-92
• 致謝92-93
• 參考文獻93-98
• 附錄A98-99
• 附錄B99-102
• 附錄C102

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