并联式混合动力汽车及其电机建模与控制研究
发布时间：2021-09-02 03:24
为了解决汽车人均保有量逐年提升、石油资源大量消耗所导致的日益严峻的能源危机和环境问题,大力发展清洁、高效的新型汽车已经成为现阶段汽车产业发展战略的重中之重。混合动力汽车相比纯电动汽车,不仅兼备其低碳高效的优点,还有效解决了续航里程不足的问题;相比传统内燃机,其燃料比高更高,大大减少了尾气的排放。因此,针对混合动力汽车相关技术的研究具有十分重大的意义。本文主要的工作内容如下:1.首先介绍了不同类型的混合动力汽车的结构特点。接着根据车身重量、轮胎半径等参数以及预先设定的车辆性能指标,为车辆的传动系统部件,例如发动机、电机、动力电池等匹配合适的性能参数。在Matlab/Simulink平台上,对基于P2电机架构的并联式混合动力汽车进行建模。2.对混合动力汽车动力部件之一的永磁同步电机进行参数辨识。在分析其数学模型的基础上,本文对综合学习粒子群算法进行了一定的改进,并将之运用在永磁同步电机的参数辨识上。仿真结果表明,在相同的迭代次数下,对比其他算法,采用该算法能对永磁同步电机的参数进行较为精准的辨识。同时在此结果的基础上,搭建了PMSM矢量控制系统,在电流环中引入了电压前馈补偿调节器,仿真结果...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国新能源汽车保有量[7]
浙江工业大学硕士学位论文10混联式混合动力汽车整车对动力电池的依赖较小，能量利用率高。但是其传动结构布局较为复杂，同时在车辆行驶时，要实现串联模式与并联模式的切换，控制策略较为复杂，对设计人员也提出了更高的要求。除了上述的结构区分之外，混合动力汽车中电机的接入方式也有很大差异，如图2-4所示。图2-4混合动力汽车电机接入方式分类图Figure2-4.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram通过对上图的分析可知，P1电机与发动机曲轴直接相连；P2电机略靠近变速箱一侧，位于发动机与变速箱输入轴之间；P3电机位于变速箱后；P4电机一般置于车辆后轴，用于实现车辆的后轮驱动，与发动机的输出动力相对独立[29]。综上所述，串联式混合动力汽车在能量传递过程能量至少需要进行两次转换，中途能耗损失较大，效率低下；而混联式动力汽车虽然综合性能优秀，但其布置困难，同时对控制要求也有较高的要求；而并联式结构中与串联式结构相比，制造成本小，系统效率高，与混联式结构相比，控制策略相对简单。在多方面考虑车辆空间大孝控制策略的设计要求以及市场需求的基础上，本文选择了基于P2电机架构的并联式混合动力汽车作为本文的研究对象。2.2并联式混合动力汽车参数匹配2.2.1整车参数匹配目前匹配HEV参数的方法主要存在以下几种:(1)理论计算法。在原车车型数据和设计目标的基础上，运用汽车理论相关公式，以功率或者其他指标为依据，计算出系统各个动力部件的相关参数。
浙江工业大学硕士学位论文12图2-5混合动力汽车参数指标分解图Figure2-5.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram2.2.2发动机参数匹配取试验质量m为1960kg，根据最高车速确定发动机总功率，计算公式如下：3_1()360021.15dICEMaxSpdtCAvPmgfv=+(2-1)若满足最高车速至少为180km/h,那么ICE_MaxSpdP至少为85.32kw。根据0-100km/h加速时间确定整车动力源总功率，计算公式如下：3_1()360021.15dICEAcctCAvPmgfvmav=++(2-2)加速度根据汽车起步加速过程的速度经验公式得到，计算公式如下：1()mxmmdvxvtadttt==(2-3)式中，mt——加速时间系数，取9.2s；x——拟合系数，取0.5；mv——时间mt的瞬时速度，m/s。经过计算得到加速a=1.509m/s2，那么ICE_AccP至少为86.74kw。根据最大爬坡度确定整车动力源总功率，计算公式如下：3_1(cossin)360021.15dICEMaxSlopetCAvPmgfvmgfv=++(2-4)45%坡度对应的24.23o=，最大爬坡车速25km/h，得到ICE_MaxSlopeP至少为68.95kw。
本文编号：3378207
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国新能源汽车保有量[7]
浙江工业大学硕士学位论文10混联式混合动力汽车整车对动力电池的依赖较小，能量利用率高。但是其传动结构布局较为复杂，同时在车辆行驶时，要实现串联模式与并联模式的切换，控制策略较为复杂，对设计人员也提出了更高的要求。除了上述的结构区分之外，混合动力汽车中电机的接入方式也有很大差异，如图2-4所示。图2-4混合动力汽车电机接入方式分类图Figure2-4.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram通过对上图的分析可知，P1电机与发动机曲轴直接相连；P2电机略靠近变速箱一侧，位于发动机与变速箱输入轴之间；P3电机位于变速箱后；P4电机一般置于车辆后轴，用于实现车辆的后轮驱动，与发动机的输出动力相对独立[29]。综上所述，串联式混合动力汽车在能量传递过程能量至少需要进行两次转换，中途能耗损失较大，效率低下；而混联式动力汽车虽然综合性能优秀，但其布置困难，同时对控制要求也有较高的要求；而并联式结构中与串联式结构相比，制造成本小，系统效率高，与混联式结构相比，控制策略相对简单。在多方面考虑车辆空间大孝控制策略的设计要求以及市场需求的基础上，本文选择了基于P2电机架构的并联式混合动力汽车作为本文的研究对象。2.2并联式混合动力汽车参数匹配2.2.1整车参数匹配目前匹配HEV参数的方法主要存在以下几种:(1)理论计算法。在原车车型数据和设计目标的基础上，运用汽车理论相关公式，以功率或者其他指标为依据，计算出系统各个动力部件的相关参数。
浙江工业大学硕士学位论文12图2-5混合动力汽车参数指标分解图Figure2-5.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram2.2.2发动机参数匹配取试验质量m为1960kg，根据最高车速确定发动机总功率，计算公式如下：3_1()360021.15dICEMaxSpdtCAvPmgfv=+(2-1)若满足最高车速至少为180km/h,那么ICE_MaxSpdP至少为85.32kw。根据0-100km/h加速时间确定整车动力源总功率，计算公式如下：3_1()360021.15dICEAcctCAvPmgfvmav=++(2-2)加速度根据汽车起步加速过程的速度经验公式得到，计算公式如下：1()mxmmdvxvtadttt==(2-3)式中，mt——加速时间系数，取9.2s；x——拟合系数，取0.5；mv——时间mt的瞬时速度，m/s。经过计算得到加速a=1.509m/s2，那么ICE_AccP至少为86.74kw。根据最大爬坡度确定整车动力源总功率，计算公式如下：3_1(cossin)360021.15dICEMaxSlopetCAvPmgfvmgfv=++(2-4)45%坡度对应的24.23o=，最大爬坡车速25km/h，得到ICE_MaxSlopeP至少为68.95kw。
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