插电式混合动力汽车开发研究

【摘要】：可外接插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle)，简称PHEV。可外接插电式混合动力汽车是在传统混合动力汽车基础上开发出来的一种新型江南网页版登录入口官网下载 ，由于可外接插电式混合动力汽车可以更多的依赖动力电池驱动汽车,可以认为是一种由混合动力汽车向纯电动汽车发展的过渡性产品，以成熟的燃油发动机与电池的组合动力作为能源。平时上下班用车，一般行驶里程都比较短，采用纯电动模式完全能满足使用要求，如果周末长途旅游，小功率内燃机的配备使PHEV在电池电量低时可以使用内燃机继续行驶，可以达到传统内燃机汽车一样的续航能力。这样，PHEV更多的是在纯电动模式下工作，二氧化碳和氮氧化物排放非常少，在纯电动车动力电池技术未取得突破性进展前，PHEV将是一种良好的过渡方案。目前各大汽车厂商已相继推出PHEV车型或研发计划，PHEV将成为下一步开发热点。 与传统HEV相同，Plug-in混合动力汽车结构类型主要分为并联式、串联式和混联式三种结构，本文通过对比以上三种驱动方案的优缺点，考虑到串联驱动方式结构较为简单，并且发动机可以工作在燃油经济性较好、排放较优的区域，选择串联式作为该款PHEV混合动力汽车的结构型式。 电池、电机和电控这三方面一直是混合动力汽车开发中的关键问题，车载电池容量决定了汽车纯电动续航里程，但电池容量越大重量和体积就越大，同时根据对一般居民的用车习惯的调查，也50%以上日均行驶里程少于40km，80%以上日均行驶里程少于80km。基于这些设定了原型车目标纯电动续航里程为64公里，计算得出要搭载13kwh的电池。分析研究了不同种类的动力电池材料和工艺的不同，以及性能的优劣，就目前电池技术发展状况，锂离子电池具有较大的优势，在混合动力汽车上应用较多。根据整车动力性指标对其驱动电机和发动机-发电机组（APU）进行了匹配，确定了发动机的功率和排量；发电机的额定电压和峰值功率；驱动电机的额定电压、额定功率、峰值转矩和最大转速等参数。 在比较了各种串联式混合动力汽车控制策略之后，结合Plug-in混合动力汽车要求有一定的纯电动续航里程，配备较大容量动力电池和较小功率发动机，具备开关型能量管理策略的硬件条件，同时开关型能量管理策略下发动机的燃烧充分，排放低，基于以上考虑，所以采用了开关型能量管理策略。 本文以MATLAB和ADVISOR仿真软件为平台，针对串联式PHEV混合动力汽车原型车，编制相应的程序和数据输入文件，进行仿真研究，将仿真测试得到的结果与最初设定目标相比，仿真结果表明主要部件技术参数及开关型能量管理策略设计合理，整车性能达到设计目标。 论文最后总结归纳了本课题研究的结论和创新点，对迸一步研究和探讨提出了展望。 【关键词】：插电式混合动力汽车 开关型控制策略 动力参数匹配 仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 符号说明10-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 课题研究的背景11-13
• 1.2 混合动力汽车的种类13-17
• 1.2.1 按驱动系统的布置方案分类14-16
• 1.2.2 按照混合度分类16-17
• 1.3 可充电式（Plug-in）混合动力汽车发展概况17-20
• 1.3.1 Plug-in 混合动力汽车的发展历程17-19
• 1.3.2 Plug-in 混合动力汽车的特点19-20
• 1.4 本文研究的主要内容20-23
• 第2章 驱动方案分析及动力系统参数匹配23-43
• 2.1 Plug-in 混合动力汽车动力系统分析与设计23-28
• 2.1.1 Plug-in 混合动力汽车动力系统方案分析23-27
• 2.1.2 Plug-in 混合动力汽车驱动方案设计27-28
• 2.2 Plug-in 混合动力汽车动力系统参数匹配28-42
• 2.2.1 整车参数及动力性指标29-31
• 2.2.2 驱动电机参数选择31-36
• 2.2.3 电池参数确定36-40
• 2.2.4 发动机的选择40-41
• 2.2.5 发电机的选择41
• 2.2.6 Plug-in 混合动力汽车动力系统参数匹配结果41-42
• 2.3 本章小结42-43
• 第3章 Plug-in 混合动力汽车能量分配控制策略设计43-55
• 3.1 Plug-in 混合动力汽车控制策略总体分析与设计43-46
• 3.1.1 纯电动模式工况下策略43
• 3.1.2 混合模式工况下策略43-46
• 3.2 开关型能量管理策略设计46-53
• 3.2.1 初始化模式48
• 3.2.2 诊断模式48
• 3.2.3 错误模式48-49
• 3.2.4 失效模式49-50
• 3.2.5 常态工作模式50-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第4章 整车性能仿真结果分析55-63
• 4.1 建立和修改 m 文件55-57
• 4.1.1 设置整车参数文件55-56
• 4.1.2 设置发动机参数文件56
• 4.1.3 设置驱动电机参数文件56-57
• 4.1.4 修改驱动控制文件57
• 4.2 仿真运算及结果57-61
• 4.3 本章小结61-63
• 第5章 总结与研究展望63-65
• 5.1 全文总结和创新点63
• 5.2 工作展望63-65
• 参考文献65-69
• 作者简介及在学期间取得的科研成果69-71
• 致谢71

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