混合动力汽车的控制策略研究

【摘要】：随着石油资源的日渐匮乏和环境污染、全球变暖等问题的日益严重，作为碳排放主要来源的汽车成为改革的重点，低排放、零排放的江南网页版登录入口官网下载 成为了下一代汽车的首选，越来越多的汽车生产商把目光放在了低排放、低油耗汽车的研制上。因此，混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicle)，简称HEV，作为一个向零排放发展的过渡车型，开始受到大家关注。混合动力汽车的特点是能使发动机尽量保持在最佳工况区域，且动力性能好，因此混合动力汽车具备排放低、污染低的优势。 控制策略是混合动力汽车实现能源和能量合理分配的关键，要达到混合动力汽车低排放、低油耗的目标，就需要有一套合理的控制策略。本文根据上海某汽车集团旗下自主研发的插电式混合动力汽车平台为原型，并以上海市科委“创新行动计划”为依托，研究了混合动力汽车的控制策略。首先针对原有车型的关键部件进行分析并进行选型，特别是混合动力汽车的关键部件发动机、电动机及电池进行了建模和计算，并对选型后的混合动力汽车结构进行了认真分析。然后根据各个关键部件的整车布置情况同原车型进行比较并借鉴其他的混合动力汽车的控制方法，利用相对成熟的混合动力汽车软件进行建模，最终采用了正向仿真的方法在matlab中建立了该车型的simulink模型。 控制策略是关系到混合动力汽车的动力性及经济性这两大核心关键指标的直接影响因素，在本文中，首先研究制定了混合动力汽车在启停过程中存在的九大主要工作状态，并根据各个状态的需求条件制定了每个状态间切换的条件，最后通过仿真软件对混合动力汽车的关键状态进行了建模仿真，重点对电机启动和电机辅助动力的快速启停功能进行了研究，通过快速启停功能的实现，基本达到了降排放、减油耗的目的，并分析了混合动力汽车在每个工作模式下的能量流动和转矩分配情况。 本文第一章探讨了本课题研究的背景以及意义，并对比了国内外汽车行业在混合动力汽车领域的发展现状，指出了研究混合动力汽车的重要性。在第二章中，列出了本次课题所研究的混合动力汽车的目标参数，并阐述了目前混合动力汽车在混动模式下所包含的主要工作模式。第三章针对混合动力汽车的发动机、电动机以及电池进行了选型，根据评价混合动力汽车的几个关键指标和对各个关键部件的参数分析，最终确定了部件的选型。第四章中，在确定工作模式和选定关键部件的前提下，提出了混合动力汽车在正常行驶中主要工作状态，并根据各个工作状态设定了每个状态间的切换条件，即控制策略。在确定控制策略后，第五章重点讨论了控制策略的实现，首先在simulink中根据各个关键部件的参数公式对各个关键部件进行建模，并建立了各约束条件。最后在第六章中根据之前搭建的模型，在混合动力汽车前向仿真软件中对混合动力汽车的运行工况进行仿真，通过仿真结果可以看出，该混合动力汽车的选型部件及控制策略能较好的达到各项性能指标，是可行的。 从结果可以看出，本文所提出混合动力汽车的控制策略能很好的模拟出汽车在各个工况中的行驶状态，较大的提高了燃油经济性，不仅能够稳定地运行,而且合理、可靠,满足实际需要。 【关键词】：混合动力汽车 控制策略 动力匹配 前向仿真
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 引言11-21
• 1.1 选题的背景和意义11
• 1.2 混合动力汽车的分类及特点11-15
• 1.2.1 串联式混合动力汽车(SHEV)12-13
• 1.2.2 并联式动力(PHEV)13-14
• 1.2.3 混联式动力(SPHEV )14-15
• 1.3 混合动力汽车的国内外发展现状15-17
• 1.3.1 世界范围混合动力汽车总体发展现状15
• 1.3.2 日本混合动力汽车的发展现状15-16
• 1.3.3 美国混合动力汽车的发展现状16
• 1.3.4 我国混合动力汽车的发展现状16-17
• 1.4 混合动力汽车控制策略概述17-20
• 1.5 本课题的研究内容20-21
• 第2章 混合动力汽车的总体方案设计21-25
• 2.1 动力系统方案设计21-22
• 2.2 SHIP450HEV 混合动力汽车工作模式22-23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 动力部件的分析及选型25-36
• 3.1 江南网页版登录入口官网下载 的动力性指标25-26
• 3.2 汽车的行驶方程26-27
• 3.3 汽车的行驶阻力27-30
• 3.3.1 滚动阻力27
• 3.3.2 坡度阻力27-28
• 3.3.3 空气阻力28-29
• 3.3.4 加速阻力29-30
• 3.4 发动机30-32
• 3.4.1 发动机参数选择30-31
• 3.4.2 发动机模型分析31-32
• 3.5 电动机32-36
• 3.5.1 电机参数选择32-34
• 3.5.2 电机模型分析34-36
• 第4章 SHIP450HEV 控制策略设计36-42
• 4.1 动力系统布局36
• 4.2 控制策略设计36-42
• 4.2.1 车辆运行模式分类36-38
• 4.2.2 车辆运行模式判断38-42
• 第5章 SHIP450HEV 控制策略的实现42-56
• 5.1 发动机起动过程分析42-52
• 5.1.1 发动机启动过程的阻力模型42-45
• 5.1.2 发动机启动过程产生的总阻力矩45-46
• 5.1.3 发动机启动时的约束条件46-47
• 5.1.4 电动机的控制模型分析47-49
• 5.1.5 仿真及台架的试验结果49-52
• 5.2 多能源总成的控制器设计52-56
• 5.2.1 电动机转矩补偿模式的分类52-53
• 5.2.2 车速稳定时的工况53-54
• 5.2.3 车辆减速时的工况54-55
• 5.2.4 电动机补偿转矩限制55-56
• 第6章 仿真结果评价56-63
• 6.1 仿真结果56-62
• 6.2 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

电动汽车再生制动控制策略    冯能莲;么居标;俞黎明;周大森;王绍林;胡志洁;

并联混合动力汽车控制策略与仿真分析研究    赵子亮;刘东秦;刘明辉;李骏;王庆年;

轻度混合动力电动汽车多能源动力总成控制器的开发    罗禹贡;杨殿阁;金达锋;李克强;连小珉;

混合动力电动汽车的研究    王银辉,刘兴华,仇滔

不同混合动力电动轿车方案的比较与分析    张俊智,王丽芳

并联混合动力汽车控制策略比较研究    王保华;王伟明;张建武;罗永革;

汽车驱动桥总成结构设计、三维建模与虚拟装配研究    钱斌;朱顺利;

承载式客车车身结构有限元分析    高洪;孙波;查为民;孟舒;张海涛;

汽车液压制动主缸技术条件及试验方法的研究    柳剑玲;

电动汽车制动能量回收控制策略研究    娄洁;戴龙泉;

新型限滑差速器及空间凸轮结构的优化    程云建;姜虹;王小椿;

康明斯K38发动机气缸组故障快速诊断法    曹涛;

AMT换挡铜块磨损原因分析及解决措施    王洪亮;刘海鸥;王娟;王康;

ADAMS/Car在整车平顺性研究中的应用    张璐;黄妙华;

车用侧载螺旋弹簧优化设计系统开发    丁志友;陈昌明;

水陆两栖货车车架结构设计    成龙;过学迅;李光攀;

汽车悬架运动学与动力学概述    赵盛;刘向;赵景山;冯之敬;

天龙商用车驾驶室模态分析    郝琪;陈浩东;

并联式混合动力汽车控制策略的比较研究    王帅宇;黄开胜;蒋荻南;卢青春;

催化转化器与发动机的匹配    熊远梅;石永泉;

浅谈汽车的自选配置    王庆阳;张香莎;

现代柴油轿车的发展与应用    江敏;

气门旋转机构在柴油机上的应用    李刚;

轮胎式集装箱门式起重机节能技术研究综述    朱建学;付为刚;濮德璋;

汽车前桥的仿真分析及结构轻量化设计    马瑞雪;王欣;覃祯员;张科峰;

某商用车车架结构优化设计    李伟朝;周玉森;

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

多轴重型汽车刚弹耦合虚拟样机分析与匹配    郝赫

插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究    张冰战

汽车底盘集成系统解耦控制方法及关键子系统时滞控制研究    朱茂飞

车辆电子控制空气悬架理论与关键技术研究    崔晓利

重型汽车动力传动系热管理系统研究    谭罡风

基于液压式能量回收的挖掘机动臂节能研究    张树忠

汽车制动助力器综合性能检测台的研究    李杨

重复控制在散热器脉冲疲劳试验压力控制中的应用研究    李杰

发动机实时模型在ECU硬件在环测试平台中的应用与研究    徐杰

湿式离合器摩擦副磨合磨损特性研究    陈雷

基于厚薄差的盘式制动器制动抖动研究和热—结构耦合分析    陶顺兴

发动机振动诊断虚拟仪器系统的研究    崔喜贺

汽车电动助力转向系统动力学仿真及分析    陈海鸥

轻型货车驱动桥壳力学性能分析与研究    王晋

基于输入观测器的分缸空燃比估计    江和耀

基于最小方差算法对空燃比回路的性能评估    李佳怡

并联式混合动力汽车多能源动力总成控制单元的研究与开发    张欣,李国岫,宋建锋,王大兴

混合动力电动汽车的发展    麻友良,陈全世

混合动力汽车多能源动力总成嵌入式系统    赵宏伟,陈鹏,刘大有,王庆年

基于DSP的混合动力汽车能源总成控制系统    陈洁平,王耀南,徐华,王辉

汽车混合动力系统的研究    徐清富

混合动力电动车能源管理系统的研制与开发    刘建国,殷德双,陈汉汛,吉孔武

混合动力汽车制动能量回收与ABS集成控制研究    彭栋

液压AGC系统的智能融合控制策略(英文)    黄伟;巫茜;

城市昆虫的群落特点及控制策略    张有森,胡学亮,姚力群

电动型自动变速器AMT控制策略    牛秦玉,方宗德,杨剑

DC/DC变换器预测模糊PID控制策略与实现    刘栩;冀捐灶;牛刚;

基于PID控制策略的单自由度AMB设计与仿真    杨光;张建民;

混合动力汽车结构分析及控制策略研究    李莹;

燃料电池电动汽车控制策略的仿真研究    白婷;

小型分散系统中并发通信的控制策略及分析    费敏锐,姜宝之,阎秀兰

并联混合动力汽车控制策略    熊安胜;

混合动力控制策略对排放影响的试验研究    张君鸿;梁海波;

控制策略的跨文化分析    陈瑞;陈红;

攀钢光整机延伸率模式的控制策略    杨晓东;

碗米坡水电厂AGC控制策略改进    胡晓阳;龚传利;

基于I-Fuzzy-Smith算法的融合控制策略仿真    敖朝华;汪月昆;

一种新型直线驱动器的数学模型及控制策略    张庆新;张红梅;王凤翔;

电网电压不平衡时MMC-HVDC的控制策略    周京华;张辉;章小卫;陈亚爱;

非常规突发事件演化的能量运动模型及控制策略研究    陈雪龙;卢丹;董恩超;

基于环流前馈补偿的多变流器并联环流控制策略    吕敬;张建文;蔡旭;

计及风电影响的安全稳定控制技术研究    常康;宋晓芳;薛峰;周玲;

双机械端口电机及其扩展问题研究    黄声华;万山明;陈骁;庞珽;

商用车机械式自动变速器控制策略关键技术研究    王建忠

几类不确定非线性系统的稳定性与控制研究    陈贞丰

沥青路面质量控制策略的分析研究    熊佳

统一电能质量调节器新型控制策略研究    崔健

混合动力汽车的控制策略研究    马晨琦

矢量控制系统中优化PWM控制策略的研究    李峰

2.0TC高压共轨柴油机EGR控制策略的研究    栾晓芳

永磁直驱式风电变流器控制策略的对比研究    陈自强

插电式混合动力电动汽车的运动过程控制策略研究    曹明轩

CPS标准下的AGC控制策略比较研究    王玮

混合动力电动汽车控制策略的仿真研究及优化    袭著永

重型混合动力汽车动力性与经济性的仿真分析    刘忠政