本文關鍵詞：CVT插電式混合動力汽車能量管理優(yōu)化

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【摘要】：環(huán)境的污染與能源的短缺,是當今汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的兩大重要挑戰(zhàn)。插電式混合動力汽車(PHEV),以其續(xù)駛里程長、油耗排放低的顯著優(yōu)勢,被認為是最具發(fā)展前景的電動汽車之一。無級變速器(CVT)以其傳動比連續(xù)可調的特性,可有效改善動力源的負荷。如何實現(xiàn)動力源特性與CVT特性的完美結合,是CVT插電式混合動力汽車控制策略的關鍵所在。本文針對搭載CVT的PHEV,從系統(tǒng)設計(尤其是能量管理策略設計)和系統(tǒng)仿真的角度進行深入研究,具體研究工作如下:(1)在傳統(tǒng)CVT轎車的基礎上,對PHEV動力系統(tǒng)進行結構設計;在確定單軸并聯(lián)式的總體結構后,根據(jù)動力性指標和續(xù)駛里程要求,對ISG電機參數(shù)、發(fā)動機參數(shù)及動力電池參數(shù)進行計算和匹配;借助Matlab/Simulink平臺,搭建動力系統(tǒng)關鍵部件模型、整車動力學模型及駕駛員模型。(2)制定了基于動力源外特性和踏板信號的駕駛員需求轉矩計算方法;采用以電為主的驅動模式選擇方法,在各既定模式下以瞬時能耗成本最低為控制目標,以需求轉矩、電池荷電狀態(tài)和車速為狀態(tài)變量,以發(fā)動機轉矩、電機轉矩和CVT速比為控制變量進行能量管理優(yōu)化,將離線優(yōu)化后的結果制成map表,應用于實時控制;還設計了制動力分配策略和再生制動模式下以回收電能最多為控制目標的能量管理策略。(3)根據(jù)自行搭建的Simulink整車前向仿真模型,對PHEV進行動力性及經(jīng)濟性仿真分析,驗證了所設計能量管理策略的有效性;對電量消耗階段不同控制策略進行整車經(jīng)濟性對比分析,仿真結果表明,以電為主策略具有更強的綜合性經(jīng)濟優(yōu)勢。(4)研究了發(fā)動機頻繁啟停對PHEV性能的影響,在原能量管理策略的基礎上引入了發(fā)動機啟�？刂�,制定了發(fā)動機啟�？刂撇呗�,仿真結果表明,改進后的控制策略可以有效減少發(fā)動機啟停的次數(shù)并降低油耗。
【關鍵詞】：插電式混合動力 能量管理策略 能耗成本 優(yōu)化 發(fā)動機啟停
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 選題背景和意義10-11
• 1.2 PHEV的發(fā)展狀況11-14
• 1.2.1 PHEV在國外的發(fā)展狀況11-13
• 1.2.2 PHEV在國內(nèi)的發(fā)展狀況13-14
• 1.3 PHEV能量管理策略的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 能量管理策略的研究意義14
• 1.3.2 PHEV能量管理策略制定應注意的問題14
• 1.3.3 能量管理策略研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 插電式混合動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與建模19-34
• 2.1 PHEV動力系統(tǒng)結構設計與分析19-20
• 2.2 動力系統(tǒng)關鍵部件參數(shù)匹配20-26
• 2.2.1 電機選型及參數(shù)匹配21-24
• 2.2.2 發(fā)動機參數(shù)匹配24
• 2.2.3 電池組參數(shù)匹配24-26
• 2.3 動力傳動系統(tǒng)建模26-33
• 2.3.1 發(fā)動機模型26-27
• 2.3.2 ISG電機模型27-29
• 2.3.3 電池組模型29-30
• 2.3.4 CVT模型30-31
• 2.3.5 整車動力學模型31-32
• 2.3.6 駕駛員模型32-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 基于能耗成本最低的能量管理優(yōu)化34-51
• 3.1 駕駛員操作意圖解析35-38
• 3.1.1 混合動力駕駛意圖解析的研究現(xiàn)狀35-36
• 3.1.2 基于需求轉矩的PHEV駕駛意圖解析36-38
• 3.2 驅動工況下的能量管理38-45
• 3.2.1 以電為主的驅動模式選擇38-39
• 3.2.2 基于瞬時能耗成本最小的能量管理優(yōu)化方法39-41
• 3.2.3 純電動模式下的能耗成本優(yōu)化41-42
• 3.2.4 混合驅動模式下的能耗成本優(yōu)化42-44
• 3.2.5 發(fā)動機單獨驅動或輕載充電模式下的能耗成本優(yōu)化44-45
• 3.3 制動工況下的能量管理45-50
• 3.3.1 制動模式的選擇45-46
• 3.3.2 制動力分配策略46-48
• 3.3.3 再生制動模式下的能量優(yōu)化分析48-50
• 3.4 本章小結50-51
• 第4章 整車性能仿真與分析51-63
• 4.1 動力性仿真52-53
• 4.1.1 加速性能仿真分析52-53
• 4.1.2 爬坡性能仿真分析53
• 4.2 經(jīng)濟性仿真53-59
• 4.2.1 CD階段仿真分析54-56
• 4.2.2 CS階段仿真分析56-57
• 4.2.3 綜合經(jīng)濟性仿真分析57-59
• 4.3 兩種CD階段控制策略的整車經(jīng)濟性對比分析59-61
• 4.4 本章小結61-63
• 第5章 考慮發(fā)動機頻繁啟停的控制策略改進63-71
• 5.1 發(fā)動機頻繁啟停對混合動力汽車的影響63-65
• 5.1.1 對燃油經(jīng)濟性的影響63-64
• 5.1.2 對排放的影響64-65
• 5.1.3 對發(fā)動機使用壽命的影響65
• 5.2 發(fā)動機啟停控制策略65-69
• 5.2.1 引入發(fā)動機啟�？刂频哪芰抗芾聿呗越Y構改進65-66
• 5.2.2 發(fā)動機啟停控制策略設計66-68
• 5.2.3 仿真與分析68-69
• 5.3 發(fā)動機啟停延遲時間對燃油經(jīng)濟性的影響分析69-70
• 5.4 本章小結70-71
• 結論與展望71-73
• 參考文獻73-78
• 致謝78-79
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄79

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本文編號：777935