Plug-in混合動力汽車控制策略研究

【摘要】：本文對一款公交車的動力系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計,將其改為Plug-in混合動力汽車,并主要對控制策略進(jìn)行了分析和開發(fā),使該汽車在動力性,燃油經(jīng)濟(jì)性等方面達(dá)到了設(shè)計要求。 Plug-in混合動力汽車是普通混合動力汽車向純電動汽車發(fā)展的一個理想的過渡產(chǎn)品,既有混合動力汽車的優(yōu)點,又可以純電動的行駛較遠(yuǎn)的距離。尤其根據(jù)城市公交車運行的特點,把Plug-in混合動力方案用到公交車上,在公交車的節(jié)能減排方面可以起到很好的效果。 Plug-in混合動力汽車開發(fā)的核心和基礎(chǔ)是控制策略和參數(shù)匹配。本文首先在現(xiàn)有方案的基礎(chǔ)上,對動力系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了進(jìn)一步的計算和選型,確定了動力系統(tǒng)的匹配方案。然后在基于MATLAB/Simulink的仿真軟件ADVISOR中建立了各部件的模型,進(jìn)而建立了整車的仿真模型。 在此基礎(chǔ)上,本文對Plug-in混合動力公交車的控制策略進(jìn)行了研究。要達(dá)到好的節(jié)能減排效果,關(guān)鍵在控制策略。本文在對Plug-in混合動力公交車工作模式分析的基礎(chǔ)上制定了控制策略,繪制了控制算法流程圖,并將控制策略嵌入到仿真軟件ADVISOR中,供仿真分析時調(diào)用。最后調(diào)用整車模型和控制策略進(jìn)行仿真分析。在仿真分析時,本文使用的是能夠代表中國城 市道路總體狀況的中國典型城市客車循環(huán)工況。本文著重在動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。此外,還將模型在勻速下進(jìn)行了純電動的仿真,以考察Plug-in混合動力公交車的純電動行駛能力。 從模型的仿真結(jié)果可以看出,整車的動力能和燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)的要求,發(fā)動機、電機、電池工作情況良好,在達(dá)到動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性要求的情況下,基本工作在高效區(qū)域。此外,電池的選擇也能滿足純電動行駛里程的要求。這說明本文采用的參數(shù)匹配方法以及制定的控制策略行之有效,為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計工作以及以后混合動力技術(shù)的發(fā)展提供了有利的依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：Plug-in 混合動力公交車 參數(shù)匹配 控制策略 仿真分析
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：U469.722
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 Plug-in 的研究背景12
• 1.2 Plug-in HEV 的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 Plug-in HEV 的國外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 Plug-in HEV 的國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 Plug-in HEV 的關(guān)鍵技術(shù)16-18
• 1.3.1 整車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與控制策略16
• 1.3.2 Plug-in HEV 對動力電池的要求16-17
• 1.3.3 Plug-in HEV 對充電基礎(chǔ)設(shè)施的要求17
• 1.3.4 Plug-in HEV 對電機的要求17-18
• 1.4 課題的來源和本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 混合動力系統(tǒng)的原理和Plug-in HEV 構(gòu)型分析19-26
• 2.1 混合動力汽車的定義19
• 2.2 混合動力汽車的分類19-20
• 2.2.1 從發(fā)動機、電機和電池的組合形式分類19
• 2.2.2 從內(nèi)燃機和電池提供動力的比例分類19-20
• 2.3 Plug-in HEV 整車動力系統(tǒng)構(gòu)型分析20-24
• 2.3.1 串聯(lián)Plug-in HEV 結(jié)構(gòu)分析21-22
• 2.3.2 并聯(lián)Plug-in HEV 結(jié)構(gòu)分析22-23
• 2.3.3 混聯(lián)Plug-in HEV 結(jié)構(gòu)分析23-24
• 2.4 Plug-in HEV 混合動力系統(tǒng)構(gòu)型的選擇24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 Plug-in 并聯(lián)混合動力客車參數(shù)匹配26-40
• 3.1 Plug-in 混合動力客車整車設(shè)計方案26-27
• 3.1.1 混合動力客車的整車參數(shù)26
• 3.1.2 混合動力客車的設(shè)計方案26-27
• 3.1.3 Plug-in 并聯(lián)混合動力客車性能指標(biāo)27
• 3.2 混合動力客車功率匹配27-31
• 3.2.1 混合動力客車功率匹配基本原則27-28
• 3.2.2 混合動力客車功率匹配28-31
• 3.3 關(guān)鍵部件功率匹配與選型31-39
• 3.3.1 混合動力客車發(fā)動機參數(shù)匹配與選型31-34
• 3.3.2 混合動力客車電機參數(shù)匹配和選型34-37
• 3.3.3 混合動力客車電池參數(shù)匹配37-38
• 3.3.4 混合動力客車變速器速比選擇38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 Plug-in 并聯(lián)混合動力客車控制策略研究40-52
• 4.1 并聯(lián)混合動力汽車常用控制策略40-43
• 4.1.1 電動助力控制策略40-41
• 4.1.2 實時控制策略41-42
• 4.1.3 模糊邏輯控制策略42-43
• 4.2 Plug-in 混合動力汽車的工作模式43-46
• 4.2.1 電量消耗模式44-45
• 4.2.2 電量保持模式45
• 4.2.3 充電模式45-46
• 4.3 Plug-in 混合動力客車控制策略分析46-47
• 4.3.1 “電量消耗-純電動”模式的控制策略46
• 4.3.2 “電量消耗-混合動力”模式的控制策略46
• 4.3.3 “電量保持”模式的控制策略46-47
• 4.4 Plug-in 混合動力汽車的控制策略的實現(xiàn)47-50
• 4.4.1 控制策略類型的選擇47
• 4.4.2 控制策略算法的實現(xiàn)47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 Plug-in 并聯(lián)混合動力客車建模與仿真52-71
• 5.1 仿真軟件ADVISOR 介紹52-54
• 5.1.1 ADVISOR 的主要特點52-53
• 5.1.2 ADVISOR 的內(nèi)部模塊53-54
• 5.2 關(guān)鍵部件在ADVISOR 中的建模實現(xiàn)54-60
• 5.2.1 整車模塊54-55
• 5.2.2 發(fā)動機模塊55-56
• 5.2.3 電機模塊56-57
• 5.2.4 電池模塊57-59
• 5.2.5 變速器模塊59
• 5.2.6 車輪模塊59-60
• 5.3 控制策略在ADVISOR 中的實現(xiàn)60-65
• 5.3.1 發(fā)動機開關(guān)/模塊60-62
• 5.3.2 發(fā)動機開/關(guān)模塊的修改62
• 5.3.3 均衡功率模塊62-64
• 5.3.4 功率均衡模塊的修改64-65
• 5.4 仿真結(jié)果與分析65-70
• 5.4.1 純電動仿真66-67
• 5.4.2 中國城市綜合工況仿真67-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 在學(xué)期間的研究生成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77
• 參與的項目77
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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