并联混合动力驱动系统建模与能量管理策略仿真研究

论文摘要

混合电动汽车是指具有两种或两种以上的可以提供汽车驱动能量的能量存储、吸收或转换装置的汽车,并且其中至少有一种装置可以提供电能。因其能够有效地提高燃油经济性和排放性能,混合动力汽车技术受到了广泛的关注。能量分配管理策略的研究是混合动力汽车技术开发的核心。混合动力汽车的能量管理策略规定了需求扭矩在发动机和电动机之间的分配,对汽车的燃油经济性、排放性和动力性等各方面有巨大的影响。首先,本文根据动力学方程和基于控制理念的数学模型,对汽车动力系统各部分建立准静态仿真模型,包括车体、发动机、电动/发电机、电池、变速箱等模型,并组成并联式混合动力系统。然后,针对该系统建立了简单规则控制策略、模糊逻辑控制策略和基于等效燃油消耗最小(ECMS)的次优控制策略。这种策略是基于模型的实时控制方法,它不像全局最优控制策略那样需要知道未来的驾驶条件,只是依靠当前的系统情况即可得到最优的燃油经济性。该策略定义了一种新的等效因子用来比较燃油能量和电池能量,从而得到了包括燃油能量和电池能量的“瞬时”目标函数,通过求该目标函数的最小值来得到次优的控制规律。最后,将ECMS的仿真结果与简单规则控制策略、模糊逻辑控制策略的仿真结果进行比较,证明了ECMS良好的燃油经济性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究目的及意义
• 1.2 混合动力汽车国内外研究现状分析
• 1.3 本文的主要研究工作
• 1.5 论文主要内容及安排
• 第2章 混合动力驱动系统分析
• 2.1 混合动力汽车技术简介
• 2.1.1 传统汽车能量利用分析
• 2.1.2 混合动力驱动系统工作原理
• 2.1.3 混合动力汽车的分类
• 2.2 串联式混合动力系统的结构与能量传输分析
• 2.2.1 串联式混合动力系统的结构
• 2.2.2 串联式混合动力系统的能量传输
• 2.3 并联式混合动力系统的结构与能量传输分析
• 2.3.1 并联式混合动力系统的结构
• 2.3.2 并联式混合动力系统的能量传输
• 2.4 混联式混合动力系统的结构与能量传输分析
• 2.4.1 混联式混合动力系统的结构
• 2.4.2 带有行星齿轮组的混联式混合动力系统的能量传输
• 2.5 HEV关键技术简介
• 2.5.1 整车能量管理系统和控制策略
• 2.5.2 机电动力耦合系统
• 第3章 混合动力驱动系统建模
• 3.1 车体模块
• 3.2 发动机模块
• 3.3 电机模块
• 3.4 电池模块
• 3.5 齿轮箱模块
• 2.6 油箱模块
• 第4章 并联混合动力汽车控制策略分析与仿真
• 4.1 简单规则控制策略
• 4.2 模糊逻辑控制策略
• 4.3 等效燃油消耗最小控制策略（ECMS）
• 4.3.1 等效燃油消耗的确定
• 4.3.2 ECMS的实现
• 4.4 不同策略仿真结果及分析
• 4.4.1 循环工况简介
• 4.4.2 仿真结果与分析
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历