CVT混合动力汽车再生制动系统的研究与仿真

【摘要】： 混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)技术是当前解决能源短缺和环境污染问题切实可行的技术之一。再生制动作为混合动力汽车的关键技术之一,其目的是对车辆制动或减速时的机械能进行回收再利用。本文以长丰CFA6470E搭载CVT(Continuously Variable Transmission)的混合动力汽车为研究对象,对其再生制动系统进行了深入的理论分析和仿真研究。 论文阐述了研究混合动力汽车再生制动系统的现实意义,以及我国在这一领域与国外的差距,并对本文所研究的CVT混合动力汽车的基本架构和动力总成的工作原理进行了分析。从能量回馈的原理、再生-摩擦制动系统的结构、控制理论、影响因素等几个方面入手,对制动系统进行了全面、详细、深入的剖析,为控制策略的制定提供了丰富的现实基础。 以车辆动力学理论为基础,对混合动力汽车的制动过程进行了分析。参照传统汽车的制动力分配方法,阐述了基于理想制动力分配曲线的和基于比例的两种不同的混合动力汽车制动力分配控制策略,并对CVT的控制提出了要求,在进行分析与比较后采用了易于实现的后者。以能量传递为主线,在Matlab/Simulink仿真环境下,建立了混合动力汽车再生制动系统的仿真模型,包括车轮、变速器等动力传动系统的数学模型、发动机以及电机的数值模型和电池的开路电压-内阻模型。随后,对选定的贴近实际的典型城市循环工况进行了统计性分析,并对制动工况进行了理论计算。为评价混合动力汽车再生制动系统能量回收的效能,以分析制动能量流动状况为基础,将制动能量回收率作为评价指标,并进行了仿真。 在将得到的一系列仿真数据和曲线进行分析后,可以得出结论,采用本文所论述的基于比例的制动力分配控制策略整车能够以较高的效率回收制动能量,由此可为实车综合控制策略的制定提供参考,并可以对将来的台架以及实车试验给予一定的指导意义。 【关键词】：混合动力汽车 再生制动 制动力分配 建模 仿真
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 本课题研究背景11-18
• 1.1.1 国内外混合动力汽车研究现状12-15
• 1.1.2 混合动力汽车的分类15-17
• 1.1.3 混合动力系统与CVT 融合的技术优势17-18
• 1.2 混合动力汽车再生制动系统的研究意义与现状18-21
• 1.2.1 再生制动系统的研究意义18-19
• 1.2.2 国内外在再生制动领域的研究现状19-21
• 1.3 本课题研究的主要内容和创新点21
• 1.3.1 主要研究内容21
• 1.3.2 创新点21
• 1.4 本章小结21-22
• 第2章 CVT 混合动力汽车制动系统的结构和工作原理22-31
• 2.1 CFA6470E 混合动力汽车系统结构22-25
• 2.1.1 混合动力汽车的总体构成22-23
• 2.1.2 混合动力系统的工作和驱动模式切换23-25
• 2.2 CVT 混合动力汽车再生-摩擦制动系统25-30
• 2.2.1 再生-摩擦制动系统的构成25-26
• 2.2.2 能量回馈的基本原理26-27
• 2.2.3 再生-摩擦制动系统的工作原理27-29
• 2.2.4 再生制动的影响因素29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 CVT 混合动力汽车再生制动控制策略研究31-47
• 3.1 汽车行驶和制动过程的动力学分析31-37
• 3.1.1 汽车行驶的动力学基础31-32
• 3.1.2 汽车制动动力学32-34
• 3.1.3 传统汽车轴间制动力分配34-36
• 3.1.4 混合动力汽车的制动力36-37
• 3.2 CVT 混合动力汽车的制动控制策略37-45
• 3.2.1 基于理想制动力分配曲线的制动能量回收控制策略38-40
• 3.2.2 基于比例的制动能量回收控制策略40-45
• 3.3 再生制动过程中CVT 的控制策略45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 混合动力汽车再生制动系统仿真模型的建立47-60
• 4.1 整车模型47-48
• 4.2 车轮模型48-50
• 4.3 主减速器模型50-51
• 4.4 CVT 模型51-52
• 4.5 发动机模型52-54
• 4.5.1 发动机的稳态转矩特性53
• 4.5.2 非稳态工况下发动机性能的修正53-54
• 4.5.3 发动机的万有特性54
• 4.6 电机模型54-56
• 4.6.1 前轮电机模型54-56
• 4.6.2 后轮电机模型56
• 4.7 电池模型56-58
• 4.8 本章小结58-60
• 第5章 混合动力汽车再生制动系统的仿真与分析60-70
• 5.1 混合动力汽车再生制动仿真工况的选择与分析60-63
• 5.2 再生制动系统仿真的评价指标63-65
• 5.3 混合动力汽车再生制动系统仿真模型运行参数65-66
• 5.4 混合动力汽车再生制动系统在选定工况下的仿真及分析66-69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 一、结论70-71
• 二、研究展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录76

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