客车四模混合动力系统优化与驱动控制策略研究

论文摘要

由于油耗低、排放少,当前混合动力汽车越来越受到市场的青睐。本文对一种新型混联式混合动力系统进行了优化与驱动控制策略研究。论文从系统的结构与工作原理、动力系统参数估计与优化、驱动控制策略的制定、硬件在环测试这几个方面进行研究,主要内容如下:首先,介绍了四模混联式混合动力系统的结构与工作原理,它有四种驱动模式,因而简称为四模混合动力系统,分别为单电机纯电驱动模式、串联驱动模式、双电机纯电驱动模式和混合驱动模式。之后,根据设计要求,对发动机、电机、电池等动力部件进行了选型,对它们的参数范围进行了估计。其次,在Matlab/Simulink环境下,建立了四模混合动力系统的仿真模型;利用Advisor软件进行了仿真测试,分析了动力系统主要部件的参数选取对整车性能的影响规律;利用正交试验法对动力总成部件的参数进行优化。再次,介绍了四模混联式混合动力系统的控制结构,并在Matlab/Simulink环境下建立了四模混合动力系统的驱动控制策略。最后,搭建了基于dSPACE的四模混合动力系统硬件在环仿真平台,并对整车驱动控制策略进行仿真验证,试验表明该控制策略能够较好的实现对整车的基本控制,合理地进行档位与模式的切换,并使发动机和电机基本上运行在高效率区域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 混联式混合动力汽车发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 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 基于智能控制的整车控制策略
• 1.3.3 基于优化算法的控制策略
• 1.4 论文主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 四模混联式混合动力系统参数估计
• 2.1 动力系统结构与工作原理
• 2.1.1 系统结构
• 2.1.2 系统工作模式
• 2.1.3 系统工作原理
• 2.2 系统参数估计
• 2.2.1 整车基本参数
• 2.2.2 行星齿轮耦合箱参数
• 2.2.3 发动机参数估计
• 2.2.4 电机的选型及参数估计
• 2.2.5 电池的选型及参数估计
• 2.3 本章小结
• 第三章 四模混联式混合动力系统参数优化
• 3.1 系统仿真模型的建立
• 3.1.1 关键零部件模型
• 3.1.2 仿真控制模型
• 3.1.3 仿真软件与整车模型
• 3.2 仿真结果和分析
• 3.2.1 整车仿真参数的校核
• 3.2.2 四模混合动力系统仿真策略
• 3.2.3 四模混合动力系统仿真结果
• 3.2.4 四模混合动力客车与常规车性能比较
• 3.3 动力系统参数对整车性能的影响规律分析
• 3.4 系统参数的正交试验优化
• 3.4.1 优化模型
• 3.4.2 系统参数的正交试验优化流程
• 3.4.3 优化结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 四模混联式混合动力客车驱动控制策略
• 4.1 四模混联式混合动力客车控制系统结构
• 4.2 四模混联式混合动力客车驱动控制策略设计
• 4.2.1 整车控制逻辑
• 4.2.2 整车需求转矩的计算
• 4.2.3 驱动状态的选择
• 4.2.4 换挡控制
• 4.2.5 驱动模式分析
• 4.2.6 刹车模式分析
• 4.2.7 滑行模式分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 四模混联式混合动力客车硬件在环测试
• 5.1 基于dSPACE的V循环开发流程
• 5.2 基于dSPACE的四模混合动力客车硬件在环仿真系统
• 5.2.1 四模混合动力客车硬件在环仿真系统总体构架
• 5.2.2 基于dSPACE/Simulink的四模混合动力客车仿真模型
• 5.2.3 四模混合动力客车整车控制器
• 5.2.4 四模混合动力客车硬件在环仿真监测控制界面
• 5.3 四模混合动力客车硬件在环仿真测试分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文