野马混合动力电动汽车总体结构与控制系统方案研究

【摘要】： 混合动力电动汽车由于同时采用不同的能量转换装置作为动力源,在节能和排放方面具有传统汽车无法比拟的优势,因此,开展混合动力电动汽车的研究工作对于解决环境污染和能源危机问题具有重要意义。而目前我国的混合动力电动汽车研究尚处于起步阶段,为此国家科技部将混合动力电动汽车列为863计划的重大专项课题,同时国内各大汽车公司也纷纷加入混合动力电动汽车的研究队伍,本课题即来源于四川汽车工业集团项目“野马混合动力电动汽车总体结构与控制系统方案研究”。 本课题以野马越野车原有底盘结构为基础,研究野马混合动力电动汽车的总体方案设计。在野马混合动力电动汽车需求分析的基础上,提出了四种类型的野马混合动力系统结构方案,研究内容主要在于两个方面:第一是野马IMA系统,研究内容包括其结构设计方案、HCU动力总成控制策略以及HCU程序控制流程;第二是混联式混合动力系统,由于本课题的长期目标是研究仿THS结构的混联式野马混合动力系统,因此,本文对THS系统的结构、控制策略和动力学模型等进行了研究,为后续研究工作积累了一定的技术基础。 野马IMA采用与本田Insight IMA系统结构类似的并联式混合动力系统对野马越野车的动力传动系统进行改装,并使用兰州环电科技有限公司的环式电机CISG技术,对原野马越野车JM491发动机进行改造。 多能源动力总成控制系统HCU是整车的控制核心,其性能将决定野马混合动力系统开发的成败,它主要包括软件和硬件两大部份,控制系统的关键技术是控制软件。在控制软件开发前,必须明确控制策略。确定混合动力总成的控制策略要明确两个问题,一是控制目标,明确提出控制策略要达到的目标,二是控制方法,根据控制目标以及对各种控制方法的分析比较,选择合适的控制方法。 研究表明,混合动力总成的控制目标有两种,一是以整车油耗和排放最佳 【关键词】：混合动力电动汽车 多能源总成控制系统 控制策略 丰田混合动力系统
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 中文摘要2-5
• ABSTRACT5-12
• 1 概论12-19
• 1.1 研究背景和意义12-14
• 1.2 国内外混合动力电动汽车发展现状14-16
• 1.3 混合动力电动汽车的发展趋势16-17
• 1.4 课题来源及研究内容17
• 1.4.1 课题来源17
• 1.4.2 本课题研究内容17
• 1.5 本章小结17-19
• 2 总体方案设计19-40
• 2.1 混合动力电动汽车的分类19-22
• 2.1.1 按动力传动系统布置分类19-21
• 2.1.2 按使用用途分类[17]21-22
• 2.2 野马混合动力电动汽车方案设计需求分析22-25
• 2.2.1 原车基本情况简介22
• 2.2.2 总体设计目标22-23
• 2.2.3 野马混合动力电动汽车总体方案需求分析23
• 2.2.4 野马混合动力电动汽车底盘与主要动力部件的选择23-25
• 2.3 总体方案设计25-38
• 2.3.1 设计方案一(类本田IMA 式的结构)26-31
• 2.3.2 设计方案二(驱动轮动力组合混联式方案)31-32
• 2.3.3 设计方案三(双电机同轴方案)32-33
• 2.3.4 设计方案四(类丰田THS 的结构)33-38
• 2.4 本章小结38-40
• 3 多能源动力总成控制系统方案研究与控制流程设计40-56
• 3.1 多能源总成控制系统HCU 需求分析40-42
• 3.2 多能源动力总成控制策略42-48
• 3.3 多能源总成控制系统控制流程设计48-55
• 3.3.1 软件系统控制流程设计48-50
• 3.3.2 整车工况确定子模块50
• 3.3.3 转矩需求子模块50-51
• 3.3.4 转矩分配子模块51-54
• 3.3.5 数据查表子模块54
• 3.3.6 状态确定子模块54-55
• 3.4 本章小结55-56
• 4 混联式混合动力系统的研究56-82
• 4.1 丰田混合动力系统THS 的结构与工作原理分析57-59
• 4.1.1 THS 结构分析57
• 4.1.2 THS 工作原理分析57-59
• 4.2 建立THS 系统动力学模型59-69
• 4.2.1 动力学模型60-66
• 4.2.2 THS 控制问题分析与表述66-67
• 4.2.3 基于规则的THS 系统控制策略67-68
• 4.2.4 结论68-69
• 4.3 THS 系统中速巡航工况控制策略的研究69-76
• 4.3.1 THS 系统中速巡航时的控制策略69-72
• 4.3.2 THS 系统各部件转速转矩关系分析72-73
• 4.3.3 实验数据分析73-74
• 4.3.4.T HS 系统和无级变速器CVT 在中速巡航工况下传动效率的比较分析74-76
• 4.3.5 结论76
• 4.4 THS 系统动力性和燃油经济性研究76-80
• 4.4.1 THS 系统发动机工作特性分析77
• 4.4.2 应用ADVISOR 研究THS 性能77-80
• 4.4.3 结论80
• 4.5 本章小结80-82
• 5 结论与展望82-84
• 5.1 结论82-83
• 5.2 展望83-84
• 参考文献84-87
• 读研期间科研成果87-88
• 声明88-89
• 致谢89

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