充电式混合动力城市客车设计及仿真

论文摘要

随着汽车保有量的增加,能源短缺和环境污染问题日益严重,于是发展新能源汽车成为当前各汽车企业和科研机构的研发热点。在仔细分析全球汽车发展的形势,认为研发混合动力汽车是现行条件下实现新能源汽车产业化最可行的途径。本文以与武汉市东风扬子江公用客车厂共同研发的混合动力公交客车项目为依托,进行充电式（plug-in）混合动力城市客车的研发。由于混合动力汽车的结构形式多样,根据已有车型WG6120设计一个结构简单、布置紧凑、传动高效、匹配合理、控制优良的动力传动系统是开发混合动力汽车成功的关键。为此本文从分析各种混合动力汽车动力系统的结构入手比较各种结构形式的混合动力动力系统的优缺点,重点介绍了PHEV的优缺点和面临的挑战,最终选定单轴并联式结构来设计该充电式混合动力城市客车。在对WG6120进行动力系统参数匹配时,提出了根据城市客车道路运行工况进行动力系统的设计,对发动机、电机、蓄电池组和变速箱进行参数的选型。对并联式混合动力汽车的控制策略包括电力辅助控制策略、模糊逻辑控制策略、动态自适应控制策略等进行研究,结合WG6120的结构和中国典型城市公交工况的特点设计该PHEV城市客车的控制策略。在混合动力仿真软件ADVISOR2002中已有的单轴并联式混合动力车辆模型的基础上进行二次开发,并建立了发动机、电机、蓄电池以及变速箱的模型并通过编制相应的m文件,同时把中国典型城市公交循环工况导入ADVISOR2002中。在Matlab/Simulink平台下建立为该城市客车设计的控制策略的模型,并成功地导入到ADVISOR2002中,最后在用户操作界面GUI中进行仿真分析。得到该PHEV城市客车的加速性能、爬坡性能、最高车速,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。最后得到的仿真结果表明本文设计的混合动力城市客车的动力性、循环工况下燃油经济性均大大优于原型车,达到了预期的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 技术背景
• 1.2 国内外混合动力汽车的发展现状
• 1.2.1 国外混合动力汽车发展现状
• 1.2.2 国内混合动力汽车发展现状
• 第2章 混合动力驱动系统分析
• 2.1 按结构划分的混合动力电动汽车的类型
• 2.1.1 串联式混合动力
• 2.1.2 并联混合动力系统
• 2.1.3 混联式混合动力电动车
• 2.2 按混合度划分的混合动力电动汽车的类型
• 2.3 PHEV技术
• 2.3.1 PHEV的工作模式
• 2.3.2 PHEV的优点和面临的挑战
• 第3章 Plug-in并联混合动力客车的选型及参数匹配
• 3.1 Plug-in混合动力客车参数的选择
• 3.1.1 发动机参数的确定
• 3.1.2 电机选型及参数设计
• 3.1.3 动力电池组的选择
• 3.1.4 传动系参数设计
• 第4章 Plug-in并联式混合动力客车控制策略的研究
• 4.1 动力总成的控制目标
• 4.2 混合动力电动汽车各种控制策略
• 4.2.1 电力辅助控制策略
• 4.2.2 模糊逻辑控制策略
• 4.2.3 动态自适应控制策略
• 4.2.4 全局优化控制策略
• 4.3 Plug-in并联混合动力总成的控制策略
• 4.3.1 纯电动策略
• 4.3.2 以电为主的混合策略
• 4.3.3 并联式PHEV城市客车控制策略
• 第5章 Plug-in并联混合动力客车的建模仿真
• 5.1 混合动力车仿真概述
• 5.2 仿真软件
• 5.3 混合动力系统的建模
• 5.3.1 发动机模型
• 5.3.2 电机模型
• 5.3.3 电池模块
• 5.3.4 变速箱模型
• 5.3.5 整车控制策略模型
• 5.3.6 整车模型
• 5.4 整车仿真
• 5.4.1 仿真参数设置
• 5.4.2 动力性及经济性仿真分析
• 第6章 总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间科研成果