本文選題：串并聯(lián)HEV + 正向整車建模�。� 參考：《重慶大學》2016年碩士論文

【摘要】：串并聯(lián)混合動力汽車因發(fā)動機與電驅(qū)動系統(tǒng)間的有機耦合與分工協(xié)作而具有相對復雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與靈活多變的工作模式,其因結(jié)合了串聯(lián)式與并聯(lián)式HEV兩者的優(yōu)點而成為廣泛研究與應用的熱點。目前業(yè)界研究偏重于其機械系統(tǒng)的優(yōu)化與控制,而對雙電機驅(qū)動系統(tǒng)在其復雜工況下的運行效率通常忽略或簡化處理;同時對雙電機驅(qū)動系統(tǒng)的工作模式對動力系統(tǒng)整體效率的影響尚無研究;另外,針對雙電機驅(qū)動耦合下的多模式動力總成實驗臺架,國內(nèi)也尚無相關文獻或報道。豐田汽車作為串并聯(lián)HEV研發(fā)與量產(chǎn)的鼻祖與成功典范,其THS混合動力系統(tǒng)具有重要的參考與研究價值,其核心部件電氣無級變速器(ECVT)由雙電機與行星齒輪機構(gòu)復合構(gòu)成,具有分配發(fā)動機輸出功率與實現(xiàn)連續(xù)傳動比的雙重作用。本文以2010 Prius這一典型串并聯(lián)HEV為主要研究對象,首先對其混合協(xié)同驅(qū)動系統(tǒng)作了詳細闡述,分析了其系統(tǒng)組成、工作模式、主要部件特性及工作原理等,并提出其混合度的定義與設計方法,奠定了本文的基本概念與理論基礎。串并聯(lián)混合動力汽車整車動態(tài)仿真與控制模型的分析與建立是進行整車控制與能量管理策略設計、驗證與優(yōu)化及整車性能仿真等研究的基礎。本文對串并聯(lián)混合動力汽車各動力總成部件及制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)與整車動力學的數(shù)學仿真模型進行了分析,運用Matlab?Simulink軟件完整地建立了串并聯(lián)HEV的正向整車動態(tài)仿真與控制模型,并基于該模型設計與驗證了特定駕駛工況下的整車控制與能量管理策略,結(jié)果表明該模型可行、有效,并具有較大的靈活性與可移植性。混合動力系統(tǒng)整體效率的提升對整車燃油經(jīng)濟性的提高具有重要意義,然而串并聯(lián)HEV復雜的運行工況與能量管理策略使得對其效率的分析與評價相對困難。本文在已建立的整車模型基礎上,重點量化研究了ECVT工作模式下MG1/MG2雙電機同時工作時電驅(qū)動系統(tǒng)的運行工況、損耗功率與效率,針對部分工況下電驅(qū)動系統(tǒng)損耗較大、效率極低的問題,結(jié)合發(fā)動機與電驅(qū)動系統(tǒng)各自損耗與效率分布規(guī)律,提出了調(diào)節(jié)發(fā)動機工作點這一優(yōu)化措施,結(jié)果表明該方法可行且有效。為更好地對串并聯(lián)HEV的整車模型、混合動力系統(tǒng)及整車控制與能量管理策略等進行研究,本文還提出并搭建了一套動態(tài)全功率整車模擬與測控系統(tǒng)。基于已建立的整車模型,該系統(tǒng)具有發(fā)動機與整車動力學實時仿真功能及“駕駛員-混合動力總成-HCU”硬件實時在環(huán)仿真與HCU快速控制器原型測試功能,可模擬整車進行全功率全工況實驗,在混合動力汽車的各項研發(fā)過程中具有重要意義。
[Abstract]:Due to the organic coupling and division of labor between the engine and the electric drive system, the series-parallel hybrid electric vehicle has a relatively complex system structure and flexible working mode. Because it combines the advantages of tandem HEV and parallel HEV, it has become a hot research and application. At present, the industry pays more attention to the optimization and control of the mechanical system, but usually neglects or simplifies the operation efficiency of the double-motor drive system under its complex working conditions. At the same time, there is no research on the effect of the working mode of the dual-motor drive system on the overall efficiency of the power system. In addition, there is no related literature or report on the experimental bench of multi-mode power assembly under the dual-motor driving coupling. As the ancestor and successful example of series-parallel HEV research and development and mass production, Toyota's THS hybrid power system has important reference and research value. Its core component, electric stepless transmission (ECVT), is composed of double motor and planetary gear mechanism. It has the dual function of distributing engine output power and realizing continuous transmission ratio. In this paper, 2010 Prius, a typical series-parallel HEV, is taken as the main research object. Firstly, the hybrid cooperative drive system is described in detail, and its system composition, working mode, main component characteristics and working principle are analyzed. The definition and design method of its mixing degree are put forward, which lays the basic concept and theoretical foundation of this paper. The analysis and establishment of the dynamic simulation and control model of series and parallel hybrid electric vehicle is the basis of the design, verification and optimization of vehicle control and energy management strategy, and the simulation of vehicle performance. In this paper, the mathematical simulation models of the power components, braking system, transmission system and vehicle dynamics of series-parallel hybrid electric vehicles are analyzed. The dynamic simulation and control model of Series-parallel HEV is established by using Matlab?Simulink software. Based on the model, the strategy of vehicle control and energy management under specific driving conditions is designed and verified. The results show that the model is feasible and effective. And has greater flexibility and portability. The improvement of the overall efficiency of hybrid power system is of great significance to the improvement of fuel economy. However, it is difficult to analyze and evaluate the efficiency of series-parallel HEV because of its complex operating conditions and energy management strategies. On the basis of the established vehicle model, this paper focuses on the quantitative study of the operating conditions, power and efficiency of the electric drive system of the MG1/MG2 dual motor working at the same time in the ECVT mode, aiming at the large loss of the electric drive system under some working conditions. The problem of extremely low efficiency, combined with the law of loss and efficiency distribution of engine and electric drive system, the optimization measure of adjusting engine working point is put forward. The results show that this method is feasible and effective. In order to better study the whole vehicle model of series-parallel HEV, hybrid power system, vehicle control and energy management strategy, a dynamic full-power vehicle simulation and measurement and control system is also proposed and built in this paper. Based on the established vehicle model, the system has the functions of real-time simulation of engine and vehicle dynamics, real-time simulation of "driver-hybrid power assembly -HCU" hardware and HCU rapid controller prototype test. It can simulate the whole vehicle to carry out the full power full working condition experiment, which is of great significance in the research and development of hybrid electric vehicle (HEV).
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7

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