混合动力电动汽车驱动系统参数优化匹配

【摘要】： 环境保护呼声的高涨和石油储量日益短缺的压力，迫使人们重新考虑未来汽车的动力问题。经过对各种新燃料，新能源和新动力的探索，电动汽车成为最主要的选择之一。混合动力电动汽车(HEV)是将新老技术结合的最可行的产物，它同时具有纯电动汽车和传统内燃机汽车的优点，将成为当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。 HEV驱动系统参数(发动机功率、电动机功率及传动系速比等)对车辆的动力性、燃油经济性和排放性能均有显著影响。对HEV而言，其驱动系统参数的合理匹配将直接决定HEV能否达到节能环保要求。 本文首先分析了混合动力电动汽车的混合驱动结构和类型，并对各种驱动类型的特点和适用条件作了总结。接着文章分析了串联式混合动力电动汽车驱动系统参数的选择方法。然后分析了并联式混合动力电动汽车的发动机和电动机的操作模式，以及不同的控制策略。分析结果表明，如果适当地选择动力传动系统的参数，可以使用较小的发动机和小容量的电池以及一个单级齿轮传动的变速装置，就能满足汽车的城市和高速公路的驱动要求。而且，电池也不需要从电力网络中充电就能使电池的荷电状态保持在一个理想的范围。 而后重点针对电力峰值型并联混合动力电动汽车动力的两种操作模式介绍了一种基于恒定高速行驶模式的，用来确定发动机大小以及发动机与驱动轮之间传动比的方法。然后再通过加速或者爬坡的需要来确定电动机的额定功率以及电动机与驱动轮之间的传动比。计算结果表明只需一个单级齿轮传动的变速箱，就会给车辆带来多方面的卓越性能。 本文在上述参数确定方法的基础上进行了实例优化计算，结果使HEV车辆在经济性和排放方面都有所改善，具有较大的实际应用价值。 【关键词】：混合动力 电动汽车 驱动系统 参数
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 第1章 前言8-11
• 1．1 研究目的及意义8
• 1．2 国内外发展现状与趋势8-10
• 1．3 国内现有技术基础10-11
• 第2章 混合动力车辆的混合驱动方式11-21
• 2．1 混合动力电动汽车的驱动类型11
• 2．2 串联式混合动力电动汽车的结构模型和驱动模式11-13
• 2．2．1 串联式混合动力电动汽车结构模型11-12
• 2．2．2 串联式混合动力电动汽车驱动模式12
• 2．2．3 串联式混合动力电动汽车的特点12-13
• 2．3 并联式混合动力电动汽车的结构模型和驱动模式13-16
• 2．3．1 并联式混合动力电动汽车驱动系统的典型动力流程13-14
• 2．3．2 驱动力结合式并联混合动力电动汽车结构模型和驱动模式14
• 2．3．3 转矩结合式并联混合动力电动汽车结构模型和驱动模式14-15
• 2．3．4 转速结合式并联混合动力电动汽车结构模型和驱动模式15-16
• 2．4 混联式混合动力电动汽车的结构模型和驱动模式16-19
• 2．4．1 转矩结合型混联式混合动力电动汽车16-17
• 2．4．2 转速结合型混联式混合动力电动汽车17-18
• 2．4．3 丰田Prius所采用的混合驱动方式18-19
• 2．5 混合动力电动汽车各种驱动类型的比较分析19-21
• 第3章 混合动力电动汽车驱动系统建模仿真方法和控制策略分析21-30
• 3．1 典型的混合动力电动汽车仿真软件21-23
• 3．2 多参数非线形数学建模仿真23-24
• 3．3 混合动力电动汽车驱动系统控制策略24-29
• 3．3．1 混合动力电动汽车发动机的控制策略24-25
• 3．3．2 混合动力电动汽车电动机的控制策略25
• 3．3．3 丰田Prius驱动系统的控制方法25-27
• 3．3．4 Nissan Tino系统工作模式27-29
• 3．4 本章小结29-30
• 第4章 串联式混合电动汽车驱动系统的参数选择30-33
• 4．1 串联式混合动力电动汽车驱动系统简介30
• 4．2 串联式混合动力电动汽车SHEV驱动系统的参数选择30-32
• 4．2．1 电机参数的选择30-32
• 4．2．2 APU功率的选择32
• 4．3 本章小结32-33
• 第5章 电力峰值型并联混合动力电动汽车驱动系统能量流管理33-44
• 5．1 电力峰值型混合动力电动汽车的提出33-34
• 5．2 电动机和发动机的控制方法34-36
• 5．3 电池组中发生的能量变化36
• 5．4 驱动系统的控制策略36-38
• 5．4．1 荷电状态最大化控制策略36-37
• 5．4．2 最优控制策略37-38
• 5．5 电池组容量的选择38-39
• 5．6 数字化实例39-41
• 5．6．1 按最佳电池的SOC控制策略40
• 5．6．2 按最优燃油消耗控制策略40-41
• 5．7 结论41-42
• 5．8 本章小节42-44
• 第6章 电力峰值型混合动力电动汽车驱动系统的参数优化设计44-56
• 6．1 传统汽车驱动系统的弊端44
• 6．2 纯电动汽车存在的弊端44-46
• 6．3 ELPH车的结构46
• 6．4 ELPH车驱动系统参数优化匹配46-54
• 6．4．1 高速行驶模式46-49
• 6．4．2 加速模式49-54
• 6．5 结论54-55
• 6．6 本章小结55-56
• 第7章 结论和展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60

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