插电式并联混合动力客车建模及仿真

论文摘要

随着全球汽车工业的发展,汽车的产量和保有量逐年增加,能源短缺和环境污染问题日益严重,新能源汽车成为当前各汽车企业和科研机构的研发热点。目前,插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）已成为新能源汽车的研发热点之一。本文以插电式并联混合动力客车为研究对象。介绍了PHEV的优缺点和工作模式的特点,选择单轴双离合器并联式布置作为插电式混合动力客车动力系统结构,并建立了动力系统各部件的数学模型和基于Matlab/Simulink的可运行在Advisor仿真平台上的整车仿真模型;对并联式混合动力汽车的电力辅助控制策略进行研究,并结合混合动力客车的结构和中国典型城市公交工况的特点确定整车控制策略;采用正交实验方设计法,以城市公交车每天平均行驶里程180km（30个中国典型城市公交循环工况）为计算里程基准,对控制策略的控制参数进行正交试验设计,并以整车油耗最小值为评价指标进行分析,确定最优控制参数组合。根据建立的整车模型进行仿真,得到插电式混合动力客车的动力性及在中国典型城市公交循环工况下运行的百公里油耗、发动机工作点分布图和电机工作点分布图等。仿真结果表明,发动机、电机工作状态良好,基本能工作在最佳效率区域,整车控制策略可以实现合理的功率分配和发动机、电机的起停,制动能量回馈,并能保证SOC始终维持在其设定区域内;电池容量的选择能满足续驶里程的要求;控制参数进行正交设计优化后,节油效果比较明显。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混合动力客车发展现状
• 1.2.1 国外混合动力客车发展现状
• 1.2.2 国内混合动力客车发展现状
• 1.3 混合动力汽车控制策略研究现状
• 1.3.1 基于规则的控制策略
• 1.3.2 基于智能控制的控制策略
• 1.3.3 基于优化算法的控制策略
• 1.4 本文研究内容
• 2 插电式混合动力系统分类及特点
• 2.1 插电式混合动力汽车动力系统类型
• 2.1.1 串联型PHEV
• 2.1.2 并联型PHEV
• 2.1.3 混联型PHEV
• 2.2 PHEV 工作模式
• 2.2.1 电量消耗模式
• 2.2.2 电量保持模式
• 2.3 混合动力系统结构选型
• 3 动力系统部件选型和参数匹配
• 3.1 插电式并联混合动力客车动力总成
• 3.2 发动机功率的选择
• 3.3 电机功率的选择
• 3.4 传动系速比的确定
• 3.5 动力电池组的确定
• 3.6 本章小结
• 4 插电式并联混合动力客车建模
• 4.1 引言
• 4.2 仿真软件 Advisor 介绍
• 4.3 发动机模型
• 4.4 电机模型
• 4.5 电池模型
• 4.6 车身模块
• 4.7 车轮模块
• 4.8 离合器模块
• 4.9 主减速器模块
• 4.10 变速器模块
• 4.11 整车仿真模型
• 4.12 本章小结
• 5 插电式混合动力客车控制策略及仿真
• 5.1 引言
• 5.2 插电式混合动力客车控制策略
• 5.3 控制参数的优化
• 5.3.1 控制变量和循环工况
• 5.3.2 正交试验法概述
• 5.3.3 控制变量正交试验设计
• 5.4 整车仿真设置
• 5.4.1 仿真参数设置
• 5.4.2 仿真任务设置
• 5.5 动力性及经济性仿真结果分析
• 5.5.1 动力性仿真结果及分析
• 5.5.2 燃油经济性和续驶里程仿真结果分析
• 5.5.3 功率扭矩分配特性分析
• 5.5.4 动力电池SOC 的变化
• 5.5.5 发动机与电机工作点及效率分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目