插电式CVT混合动力汽车再生制动控制策略研究

【摘要】：混合动力汽车与传统汽车相比的一个显著特征就是具有再生制动功能。在车辆制动或减速过程中，车辆所需的部分制动力通过再生制动产生，在满足制动安全性的条件下，这一部分制动能量通过电动机/发电机转化为电能，储存到蓄电池组中实现制动能量回收。这样可以实现车辆制动和减速，又可以有效地降低车辆的燃油消耗和排放，而且还可以减少摩擦片的磨损。 在插电式CVT混合动力汽车进入制动工况时，利用CVT的速比连续变化特性，通过调节CVT速比使电机转速连续变化，从而可以使电机工作在发电的高效区域，最大限度地回收制动能量。本文以某款插电式CVT混合动力汽车为研究对象，对混合动力再生制动系统进行了理论分析和仿真研究，取得了如下结果： ①基于对传统汽车制动动力学的分析，综合考虑锂电池组的快速充电特性、ISG电机的高效发电特性和发动机反拖制动对再生制动系统的影响，比较了制动力分配策略，制定了插电式CVT混合动力汽车制动力分配控制策略。 ②对插电式混合动力汽车的结构进行了对比，分析了再生制动系统的结构和再生制动的影响因素，选取了插电式混合动力汽车再生制动系统性能的评价指标，为后续的仿真和分析奠定了基础。 ③分析了锂电池的快速充电特性，考虑了温度和SOC对电池充电效率的影响，综合考虑ISG电机的效率特性，获取了电池电机联合高效工作曲线，并据此确定CVT速比控制目标，制定了制动时基于电池电机联合高效工作的CVT速比控制策略。 ④通过对插电式混合动力样车再生制动系统的结构组成和工作特点分析，基于能量传递路径采用理论建模与数值建模相结合的方法，在Matlab/Simulink仿真环境下建立了插电式CVT混合动力汽车再生制动系统的后向仿真模型。 ⑤在常规制动工况和典型城市驱动循环工况下对所提出考虑温度和SOC的电池电机联合高效工作的再生制动控制策略进行仿真，并与仅考虑电机单独高效工作的结果进行对比。仿真结果表明本文的再生制动控制策略可以满足制动安全性的要求，同时，电池电机联合高效工作时的发电效率高于电机单独高效工作时的发电效率，制动能量回收率也较高。 【关键词】：插电式CVT混合动力汽车 再生制动 控制策略 仿真分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.7;U463.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 混合动力汽车概述9-12
• 1.1.1 混合动力汽车的研究背景和意义9-10
• 1.1.2 混合动力汽车的分类和特点10-11
• 1.1.3 插电式混合动力汽车的发展现状11-12
• 1.2 混合动力汽车再生制动系统的研究背景和技术现状12-16
• 1.2.1 再生制动系统的研究背景12-14
• 1.2.2 再生制动技术的研究现状14-16
• 1.3 本课题的研究意义和主要内容16-17
• 1.3.1 本课题的来源和研究意义16
• 1.3.2 本课题研究的主要内容16-17
• 2 插电式 CVT 混合动力汽车结构与再生制动系统研究17-25
• 2.1 插电式混合动力汽车17-19
• 2.1.1 串联式 PHEV 结构17-18
• 2.1.2 并联式 PHEV 结构18-19
• 2.1.3 混联式 PHEV 结构19
• 2.2 PHEV 再生制动系统分析19-22
• 2.2.1 PHEV 再生制动系统结构20-21
• 2.2.2 再生制动的限值条件21-22
• 2.3 再生制动系统评价指标22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 插电式 CVT 混合动力汽车制动力分配控制策略25-43
• 3.1 汽车制动过程中的动力学计算分析25-33
• 3.1.1 汽车制动动力学分析25-27
• 3.1.2 汽车制动时的理想制动力分配27-29
• 3.1.3 具有固定比值的前、后制动器制动力分配29
• 3.1.4 变比值制动器制动力分配29-33
• 3.2 混合动力汽车制动过程中的整车制动力分析33-36
• 3.2.1 发动机制动34-35
• 3.2.2 电机再生制动35-36
• 3.3 插电式 CVT 混合动力汽车制动力分配控制策略36-42
• 3.3.1 基于最大化能量回收的制动力分配控制策略37-39
• 3.3.2 定比例制动力分配控制策略39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 基于电池电机联合高效发电的 CVT 速比控制策略43-61
• 4.1 插电式混合动力汽车锂电池效率特性分析43-51
• 4.1.1 锂离子电池工作原理43-44
• 4.1.2 锂离子电池的工作特性44-47
• 4.1.3 表征锂离子电池性能的工作参数47-50
• 4.1.4 锂离子电池的效率分析50-51
• 4.2 ISG 电机工作原理和发电效率特性分析51-53
• 4.2.1 ISG 电机特点51-52
• 4.2.2 ISG 电机工作特性52-53
• 4.3 电池/电机联合效率53-57
• 4.3.1 电池/电机联合效率特性分析53-55
• 4.3.2 电池/电机联合效率优化工作曲线55-57
• 4.4 CVT 速比控制策略57-58
• 4.5 本章小结58-61
• 5 PHEV 再生制动系统仿真建模与分析61-83
• 5.1 PHEV 再生制动系统建模思路61-62
• 5.2 PHEV 再生制动系统建模62-70
• 5.2.1 发动机模型62-63
• 5.2.2 锂电池模型63-66
• 5.2.3 ISG 电机模型66-67
• 5.2.4 CVT 模型67-68
• 5.2.5 整车动力学模型68-69
• 5.2.6 再生制动控制模型69-70
• 5.3 PHEV 再生制动系统在常规制动工况下的仿真与分析70-75
• 5.3.1 30km/h 初始制动车速下的仿真分析71-73
• 5.3.2 60km/h 初始制动车速下的仿真分析73-75
• 5.4 PHEV 再生制动系统在典型城市循环工况下的仿真与分析75-80
• 5.4.1 PHEV 在 ECE+EUDC 驱动循环工况下的仿真分析76-77
• 5.4.2 PHEV 在 1015 驱动循环工况下的仿真分析77-78
• 5.4.3 PHEV 在 UDDS 驱动循环工况下的仿真分析78-79
• 5.4.4 PHEV 仿真结果分析79-80
• 5.5 本章小结80-83
• 6 结论与展望83-85
• 6.1 论文总结83
• 6.2 论文展望83-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-91
• 附录91
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文或专利目录91
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录91

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研究    李国斐;林逸;何洪文;

混合动力汽车蓄电池的快速充电方法    胡明辉,秦大同,舒红

CVT混合动力汽车再生制动系统仿真    邓涛;孙冬野;秦大同;林志煌;

混合电动汽车再生制动能量控制系统设计    姚国春;张维刚;杨卫列;朱小林;

电动汽车再生制动控制策略的研究    刘红亮;董学平;张炳力;

轻度混合动力汽车制动能量回收控制策略研究    李蓬,金达锋,罗禹贡,任勇,许少文

并联混合动力客车再生制动仿真研究    王保华;张建武;罗永革;

CVT混合动力汽车再生制动控制策略与仿真分析    秦大同;谭强俊;杨阳;杨亚联;胡建军;

电动汽车再生制动控制算法研究    李玉芳;林逸;何洪文;陈陆华;

并联式HEV制动能量回收控制策略的仿真研究    邹广才,罗禹贡,边明远,李克强

CVT混合动力系统再生制动综合控制研究    杨阳

基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略研究    黄伟

ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真    刘灵芝;

电动汽车制动能量回收控制策略研究    娄洁;戴龙泉;

混合动力车辆动力系统建模与仿真    黄贤广;何洪文;

全流定容取样对碳平衡试验精度的影响研究    石则强;王伟;靖苏铜;叶松;

用小波变换分析路面不平度及振动响应    李晓雷,韩宝坤

基于电流变减振器的汽车半主动悬架的开关控制    张永发;沈楚敬;赵霞;

电动汽车再生制动控制策略研究    李国斐;林逸;何洪文;

锂离子电池荷电状态预测方法研究    李司光;张承宁;

越野车主动悬架控制策略研究    袁方伟,陈思忠,杨林

汽车燃油消耗量的测量    吴强

动力电池SOC预估方法研究进展    杜涛;李爱魁;马军;刘飞;

A New Method based on RBFNN in SOC Estimation of HEV Battery    

基于ADVISOR的汽车动力性仿真    赵玉东;孙延伟;李要刚;

电动汽车剩余行驶里程估计与仿真方法的研究    张生文;刘志远;刘海峰;

一种实时系统中实现软件仿真模拟测试的方法    周国祥;石雷;韩江洪;

基于神经网络的电池荷电状态估计方法    赵克刚;罗玉涛;裴锋;

SABER-based Modeling and Simulation of Induction Motor Drive System for EVs    Ping Liu;He-Ping Liu;Jun Guo;

浅谈皮卡汽车制动系统匹配设计    高阳;杜萍;

一种混联式电动四驱混合动力车的结构和原理    徐悦;郭俊;

燃料电池增程式微型电动车制动能量回收研究    周苏;何璐;牛继高;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

基于主动转向和横摆力矩控制的多轴车辆制动稳定性研究    杨铭

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

电源管理系统设计及参数估计策略研究    刘新天

汽车ABS防抱制动特性及其不解体检测技术研究    赵祥模

纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究    汪贵平

基于液压式能量回收的挖掘机动臂节能研究    张树忠

质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究    李奇

金属带式无级变速传动系统匹配控制研究    罗勇

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

液压混合动力汽车能量再生系统特性仿真研究    邵建桥

锂离子动力电池管理系统的研究与实现    黎继刚

4G94D4发动机电喷系统台架匹配试验研究    方立辉

轿车副车架设计与优化    陈猛

基于实时滑移率的汽车防抱制动系统及其仿真研究    崔明博

并联混合动力汽车动力系统模糊优化控制策略的研究    卢显凎

基于模糊神经网络的汽车空气悬架控制系统研究    崔涛

双离合器变速器的动力学仿真及其基于模型诊断方法的研究    袁野

汽车动力传动系参数匹配与仿真优化    雷嗣军

带超级电容的燃料电池电动汽车的优化配置和优化控制研究    王慧云

无级变速汽车综合控制策略的仿真研究    王红岩,秦大同

混合动力电动汽车的发展    叶玲,杨志伟,李昆

电动汽车SOC估计方法原理与应用    林成涛,王军平,陈全世

再生制动的分析与控制    吴峻,李圣怡,潘孟春,陈轶

基于MATLAB/SIMUlink直流电机调速系统模糊控制的建模与仿真    张晶,曾宪云

AA型密封MH-Ni电池内阻特性研究    刘斌,邹建梅,陶维正,吴锋

电动汽车制动能量回收控制策略的研究    刘博 ,杜继宏 ,齐国光

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    舒红,秦大同,胡建军

混合动力汽车电池管理系统SOC的评价    胡明辉,秦大同,舒红,蒲斌

混合动力汽车蓄电池的快速充电方法    胡明辉,秦大同,舒红

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

混合动力汽车NiMH蓄电池能量管理系统研究    胡明辉

电动汽车前向仿真研究    陈飚

电动汽车再生制动稳定性研究    赵国柱

摩托车CVT与动力系统的匹配    傅洪海;

电容式电压互感器(CVT)介损和电容量测量分析    练成雄;

无分压抽头电容式电压互感器(CVT)的整体试验    孙波;

新改进型CVT对润滑油的额外要求    ＲｉｃｈａｒＫａｒｌｓｔｔｅｔｅｒ,ＰｅｔｅｒＡｂｒｎｅｉｌｅｒ,Ｄｒ．ＰｅｔｅｒＫｒａｎｅｂｕｒｇ,Ｈａｎｓ－ＤｉｅｔｅｒＭüｌｌｅ,谷雨

CVT局部放电的现场检测    沈文琪

利用CVT捕捉电压行波实现故障测距的分析与实践    王志华,尹项根,张小波,黄雄,杨经超

关注民族汽车,支持民族CVT——访洛阳三明实业有限公司副总经理刘华军    张合忠

CVT汽车手控油门的电路设计    王宏达,王昌焱

中国汽车变速总成产业现状与CVT发展战略    刘媛媛;

降低CVT低压端子杂散电容和杂散电导的一个途径    田阳,吕瑜之

电容式电压互感器(CVT)现场综合测试新技术的应用与研究    马明;赵少华;

电容式电压互感器(CVT)介损试验中的容升现象分析    王建忠;

一次500kV CVT运行中故障的检查处理    王昆;孙成军;马亲良;房艳红;

CVT变速箱球道位置度测量方法探究    汪继超;权茂进;宋文斌;

我省无级变速器(CVT)的发展现状    刘华军;

220kV电容式电压互感器不拆引线试验研究    杨殿成;邱朝阳;

钢带CVT油的现状和未来的省油耗CVT油    Ichihashi Toshihiko;Ikeda Toshiki;赵强;

民族汽车有了“中国造CVT”    经济视点报见习记者 马丹丹

“中国造”CVT在民企诞生    记者 肖树臣通讯员 李建伟 王霞

6.99万元起 长城炫丽CVT全国上市    本报记者 周明喜

首款自主研发CVT无级变速器投产    汪延 詹婷婷

北汽动力首台量产CVT—B变速器下线    

日产为什么坚持做CVT？    特约记者 李绍仪

CVT：真正意义的无级变速器    丁文飞

红相电力领航全球CVT现场测试新技术    本报记者 陈义玲

车用CVT市场年均增幅将超过25%    杜震

汽车无级变速器（CVT）    

基于CVT的类菱形混合动力电动汽车系统研究与仿真    钟勇

电容式电压互感器（CVT）对超（特）高压输电线路保护影响的研究    李一泉

CVT混合动力系统再生制动综合控制研究    杨阳

基于CVT的混合动力汽车关键技术研究    张军

基于CVT的插电式混合动力电动汽车系统研究    刘雪梅

CVT车辆中发动机与液力变矩器共同工作性能的研究    王朔寒

CVT混合动力汽车再生制动系统的研究与仿真    宫帅

CVT混合动力汽车再生制动系统性能仿真与试验研究    谭强俊

CVT混合动力汽车再生制动系统前向建模与仿真    邓涛

CVT混合动力再生制动控制策略与仿真研究    颜静

基于驾驶意图的CVT速比控制策略研究    施婷

双状态CVT电液系统动态特性分析及速比控制研究    苏建业

基于数控阀的无级变速器（CVT）电液控制系统应用研究    刘恺

全制动工况下CVT混合动力轿车再生制动控制策略研究    褚明