电—电混合动力电动汽车的建模与仿真

论文摘要

在解决汽车排放与能源短缺问题上,电动汽车技术是目前研究的一个热点,而在电动汽车所包含的纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车中混合动力电动汽车作为一种过渡车型最易实现商用化,以蓄电池作为主动力源大容量电容器作为辅助动力源所构成的混合动力电动车又能从根本上解决汽车排放与能源短缺问题,因此研究电-电混合动力电动车具有重要意义。本论文研究了电-电混合动力电动汽车的工作原理和工作模式,选择了合理的系统结构,对整车主要部件的参数匹配进行了设计与研究,建立了整车能量传递模型,对适用于电-电混合动力电动汽车的控制策略进行了研究分析。运用Matlab/Simulink软件构建了电-电混合动力电动汽车各部件的模型,包括蓄电池模型、超级电容模型、电动机模型以及车身模型,此外建立了在固定因子功率分配控制策略与模糊控制策略下的整车仿真模型。通过仿真对比分析选择了最佳的固定因子功率分配控制策略,然后针对最佳的固定因子功率分配控制策略以及模糊控制策略在城市六循环行驶工况与美国UDDS行驶工况下分别进行了仿真对比分析,结果表明,模糊控制策略在提高车辆的行驶经济性方面更胜一筹,同时通过仿真分析可以得知模糊控制策略在不同的行驶工况下,对车辆行驶经济性影响有所不同。本论文对电-电混合动力电动汽车系统结构的确定,各项性能参数的设计与匹配,能量管理策略的确定等前期的设计工作有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 电动汽车发展综述
• 1.2.1 混合动力电动汽车国内外发展现状
• 1.2.2 混合动力电动汽车国内外研究手段
• 1.3 电动汽车的关键技术
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 第二章 电动汽车核心部件的分析
• 2.1 蓄电池
• 2.1.1 电动汽车对动力电池的要求
• 2.1.2 蓄电池的种类
• 2.1.3 铅酸蓄电池的理论模型
• 2.2 超级电容
• 2.2.1 超级电容的原理及分类
• 2.2.2 超级电容的特点
• 2.2.3 超级电容的性能参数
• 2.2.4 超级电容的充放电特性
• 2.2.5 超级电容的串并联特性
• 2.2.6 超级电容的理论模型
• 2.3 电动机
• 2.3.1 电动汽车车对电动机的性能要求
• 2.3.2 电动机的种类
• 2.4 本章小结
• 第三章 电-电混合动力电动汽车动力传动系统参数设计
• 3.1 系统选型
• 3.2 电-电混合动力电动汽车对动力传动系统的要求
• 3.3 电-电混合动力电动汽车动力传动系统参数选择
• 3.3.1 电动机的参数选择
• 3.3.2 主减速器和变速器传动比的选择
• 3.4 蓄电池以及超级电容组数量的选择
• 3.4.1 蓄电池数量的确定
• 3.4.2 超级电容数量的确定
• 3.5 基于某传统车辆 MPV 整车参数及动力性能指标的选择
• 3.5.1 整车参数的确定
• 3.5.2 动力性能指标的确定
• 3.5.3 电动机性能参数的确定
• 3.5.4 主减速器速比与变速器速比的确定
• 3.5.5 蓄电池与超级电容数量的确定
• 3.5.6 参数选择小结
• 3.6 本章小结
• 第四章 电-电混合动力电动汽车控制策略分析
• 4.1 电-电混合动力电动汽车的能量传递模型
• 4.2 电-电混合动力电动汽车的工作模式分析
• 4.3 功率跟随式控制策略
• 4.4 开关式控制策略
• 4.5 固定因子功率分配控制策略
• 4.5.1 固定因子功率分配控制策略涵义
• 4.5.2 固定因子功率分配控制策略的仿真模型
• 4.6 模糊控制策略
• 4.6.1 模糊控制概述
• 4.6.2 模糊控制器
• 4.6.3 确定隶属函数的方法
• 4.6.4 常用隶属函数
• 4.6.5 模糊控制策略的建立
• 4.6.6 模糊控制策略的仿真模型
• 4.7 本章小结
• 第五章 电-电混合动力电动汽车动力系统模型建立及仿真分析
• 5.1 基于 MATLAB/Simulink 仿真模型的建立
• 5.1.1 车身模型的建立
• 5.1.2 电机效率模型
• 5.1.3 蓄电池仿真模型
• 5.1.4 超级电容仿真模型
• 5.2 仿真分析
• 5.2.1 城市循环工况
• 5.2.2 固定因子功率控制策略最佳功率分配因子的选取
• 5.2.3 固定因子与模糊控制策略在城市循环六工况下的仿真
• 5.2.4 固定因子与模糊控制策略在美国 UDDS 工况下的仿真
• 5.2.5 模糊控制策略在两种工况下的仿真结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文