并联式混合动力汽车节能减排性能提升的控制策略研究

发布时间：2017-11-11 00:31

  本文关键词：并联式混合动力汽车节能减排性能提升的控制策略研究

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【摘要】：工业的快速发展造成大量能源消耗和严重的环境污染。高效、节能、减排是作为现代工业代表的汽车工业发展的必然追求。混合动力技术的应用能够很好地解决能源消耗以及环境污染,其相关的研究受到国内学者、工程师和政府的广泛关注,取得了丰硕的成果,并发展了新能源汽车,包括混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HE V)和纯电动汽车(Battery Electric Vehicle, BEV)。纯电动汽车存在电池成本高、充电时间长、续驶里程短、动力不足以及安全隐患等缺点。因此,具有技术成熟、成本适中、续驶里程长和动力强劲等优点的混合动力汽车的发展受到更多重视,其降低燃油消耗、减少排放的技术研究成为重要的研究课题。在这一需求的牵动下,本文研究并联式混合动力汽车的节能减排性能提升方式。研究再生制动能量回收策略,通过能量回收控制策略优化提高能量回收率,减少能量消耗；研究汽车综合转矩控制策略,以根据实时路况合理切换动力能源,提高能源利用率,减少排放；研究传动系统的传动比对能耗的影响,建立以降低能耗为目标的传动比优化模型,给出合理的传动比。主要研究内容和成果如下。再生制动能量回收的合理控制策略。研究了并联式混合动力汽车再生制动能量回收的控制策略对能量回收率的影响,综合考虑制动的安全性和制动性能,以制动能量回收率最大为目标,建立了优化控制模型,给出了经过优化后的再生制动控制策略。仿真分析结果表明,经过优化后的控制策略既可以满足制动的安全性要求,同时能够回收更多的制动能量,实现节能减排。基于混合系统理论的综合转矩仿真和动力切换控制设计。不同的运行工况所对应的最有效的动力系统不同。在不同的运行工况下使用合适的动力系统将有利于提高能源利用率。因此需要研究合理的动力切换控制策略。混合动力汽车在城市运行时,动力系统将会频繁地切换,运行工况不断的改变。基于能量管理控制理论,开展了并联式混合动力汽车综合转矩控制策略研究。基于混合系统理论建立了动力系统状态(SOC状态以及充放电状态、发动机与电动机的工作状态等)的描述参数与所需动力输出状态(转矩、转速等)的关系模型；结合混合系统理论,利用stateflow(有限状态机1,提出了实现适合运行工况所需转矩的动力系统状态切换控制策略。在ADVISOR平台上,对新建的综合转矩控制策略模型进行了仿真分析。分析结果验证了本文提出的控制策略的有效性,为混合动力汽车的控制策略的研究提供了借鉴和参考。基于遗传算法的整车传动系统传动比优化设计。考虑到并联式混合动力汽车的传动系的传动比对整车的燃油消耗和排放影响巨大,本文建立了以能耗和尾气排放量最小为目标的传动比设计优化模型,给出了基于遗传算法的求解方法。针对典型传动系统,设计了传动比。获得的优化传动比,可进一步减少汽车的燃油消耗,降低尾气的排放。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7

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本文编号：1169060