面向工程车辆的新型混合动力系统控制策略研究
发布时间：2022-01-18 20:41
考虑到矿用自卸车的特殊性能需求和能量消耗,本文设计了一种同轴动力分流系统（Coaxial Power-split System,CPSS）,包含两组行星排和一个离合器。但由于单速比结构不能保证驱动电机一直工作在高效区内,且行星盘式结构制造成本较高,本文研究了一种新型的多模式混合动力系统（Multi-mode Transmission System,MMTS）,包含了一组行星排,一台 3 速电控式机械自动变速箱（Automated Manual Transmission,AMT）,和一个离合器。又由于离合器的存在,会导致额外的液压系统功率损失且增加了系统的复杂性,因此本文提出了一种无动力中断的多速传动系统（Uninterrupted Multi-speed Transmission,UMST）,并设计了优化的换挡控制策略和能量管理策略。具体的来说,本文的主要内容为:为了评估所提出CPSS的燃油经济性能,本文设计了基于规则的能量管理策略。仿真结果表明,所提出CPSS的燃油经济性均优于丰田普锐斯混合动力系统（Toyota Hybrid System,THS）和传统的机械传动系统。为了更加准确...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１典型的ＨＥＶ动力总成结构，（ａ）串联式，（ｂ）同轴并联式，（ｃ）串并联式??⑷行星排功率分流式??
?北京科技大学博士学位论文??１???也能在车辆减速制动时回收制动能量［２１］。??Ｔ?■＊?Ｍ?减速器?■■?ＥＭＩ变速箱??ＩＣＥ??（ａ）?（ｂ）??ｒＤ＾ｈ?ｔＨｉ?ｆｌ?曜｜?－ｆｉｉ＂??ＥＭ１？ｂ?＾Ｍ２?．??（〇０００＞Ｈｈ〇Ｈｈ〇?－□?－?（〇〇〇〇｝〇??Ｔ，．ｒ?ｅａ?ｍ减速器?＾?行星轮?ＥＥ３?减速器??比?ｔ?ＩＣＥ??（ｃ）?（ｄ）??图１－１典型的ＨＥＶ动力总成结构，（ａ）串联式，（ｂ）同轴并联式，（ｃ）串并联式??⑷行星排功率分流式??Ｒ１?■???Ｒ２?？－—＜?ＦＤ?ｒ￣￣￣?Ｗｈｅｅｌ?：?Ｒ１?？—１?Ｓ２?ｖ１１?ｒ＂?ＭＣ２?＞??．、－＊“？＊Ｉ???－…“．．“」??Ｅｎｇｉｎｅ?一Ｃｌ?：?－?Ｃ２?Ｅｎｇｉｎｅ?——－?Ｃｌ?■—＊?Ｃ２?？—＊?ＦＤ?Ｗｌｉｅｅｌ??ＭＧ１????ＳＩ?Ｓ２?＊?ｊ?ＭＣ２?Ｉ?ＭＧ１?｜?ｊ?ＳＩ?Ｒ２?—］一＾??ＢＬ１??（ａ）?（ｂ）??Ｒ１?ｑ?ｐ－ｊ?Ｒ２?—?ＦＤ?，？—?Ｗｈｅｅｌ?Ｉ?Ｅｎｇｉｎｅ?卜三卜?Ｒ１?厂?Ｒ２??ＣＬ１??ＣｉＨＪｒｊｃ２ｉ＿?Ｅｎｇｉｎｅ?Ｉ?丨?Ｃ１?１?Ｃ２?丨?ｊ??；＿?［????＇?１?ＣＬ２??ｓ?ＭＧ１?ｊ——?ＳＩ?！?Ｓ２?ｉ——?ＭＣ２?Ｉ?Ｉ?ＭＧ１?１?Ｈ?Ｓ１?＊－￡Ｐ?Ｓ２?！￣｝?ＭＣ２?；??丨??ＩＩ?Ｉ：?Ｉｆ?Ｉ??Ｉ?１?Ｉ?ｊ?Ｉ?ｆ??ＢＬ１?ＢＬ２?ＢＬ２??（ｃ）?（ｄ）??Ｊ?Ｅｎｇｉｎｅ?？—Ｒ１?「Ｒ２??ＣＬ１??Ｃｌ?
电机也可当作发电机。它克服了?ＴＨＳ不能实现发动机??直接驱动车辆的问题。然而当车辆在坡道上低速行驶时，系统不能满足大扭??矩的需求，除非增加电机扭矩或者并轴式变速箱的齿数比，但是这样会增加??制造成本。????Ｉ??ｍｅ??ｍｇ?ｉｂ?—１—１??ｙ－１?１??????〇ｕｔ??－ｇｈ５ｌ????（ａ）?＿＿??ＳＹ１?ＳＹ２?ＳＹ３??ｓ—［ｊ－ｆｆｐ１??ｊ?Ｔ?ｔ?Ｔ?Ｉ??Ｏｕｔ??１ｓｔ?２ｎｄ?３ｒｄ?４ｔｈ??（ｂ）??图１－３现有动力分流系统，（ａ）ＦＨＳ，（ｂ）ＭＨＰ??为了进一步简化系统的结构，日本本田公司设计了一种混合动力系统??（Ｓｐｏｒｔ?Ｈｙｂｒｉｄ?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?Ｍｕｌｔｉ－Ｍｏｄｅ?Ｄｒｉｖｅ?ｓｙｓｔｅｍ，?Ｉ－ＭＭＤ），同时国内清华大??学欧阳明高院士团队也提出了一种应用于公交车或客车的新型同轴动力分流??混合动力系统（Ｎｏｖｅｌ?Ｃｏａｘｉａｌ?Ｐｏｗｅｒ－ｓｐｌｉｔＨｙｂｒｉｄ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＮＣＰＳＨＳ），分别如图??ｌ－４（ａ）和图ｌ－４（ｂ）所示。由于矿用自卸车有同轴输入输出的特殊要求，因此Ｉ－??ＭＭＤ系统不能满足安装条件［３３，３４］。另外由于矿用自卸车需求扭矩过大，如??果自卸车装备ＮＣＰＳＨＳ，那么将使得驱动电机的功率和扭矩需要设计的很大，??－２１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Development and experimental validation of a novel hybrid powertrain with dual planetary gear sets for transit bus applications[J]. QIN KongJian,WANG EnHua,ZHAO Hang,SHI GuangKui,WANG RenGuang,KONG ZhiGuo,WANG Wei. Science China（Technological Sciences）. 2015(12)
[2]混合动力工程车辆自动变速技术[J]. 赵丁选,李天宇,康怀亮,张志文,李牧菲. 吉林大学学报(工学版). 2014(02)
[3]基于随机动态规划的混联式混合动力客车能量管理策略[J]. 林歆悠,孙冬野,尹燕莉,郝允志. 汽车工程. 2012(09)
[4]混合动力拖拉机传动系统设计理论与方法[J]. 邓晓亭,朱思洪,高辉松,张莹. 农业机械学报. 2012(08)
[5]基于动态规划的混合动力商用车能量管理策略优化[J]. 邹渊,侯仕杰,韩尔樑,刘林,陈锐. 汽车工程. 2012(08)
[6]重度混合动力汽车油耗和排放多目标实时最优控制[J]. 秦大同,隗寒冰,段志辉,陈淑江. 机械工程学报. 2012(06)
[7]装载机发动机与液力变矩器功率匹配优化[J]. 常绿. 农业机械学报. 2010(07)
博士论文
[1]锂电池和超级电容复合储能系统的最优设计与控制[D]. 刘佳骏.北京科技大学 2019
[2]串联式混合动力矿用自卸车性能及燃油成本分析[D]. 冯彦彪.北京科技大学 2017
[3]一种混联式混合动力客车能量管理及模式切换协调控制研究[D]. 王磊.上海交通大学 2013
[4]混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D]. 林歆悠.重庆大学 2011
[5]串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究[D]. 刘乐.吉林大学 2011
[6]双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究[D]. 王加雪.吉林大学 2011
[7]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
[8]基于AMT的混合动力汽车电动变速驱动单元（E.T.Driver）控制策略研究[D]. 董悦航.上海交通大学 2008
[9]混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究[D]. 刘明辉.吉林大学 2005
硕士论文
[1]混合动力装载机前向仿真建模研究[D]. 史香云.吉林大学 2019
[2]某混合动力矿车电驱动系统控制策略研究[D]. 孟开创.武汉理工大学 2018
[3]基于多目标趋优的大型矿车能量回馈装置控制策略研究[D]. 唐伟.武汉工程大学 2016
[4]基于自动变速的串联式混合动力工程车辆传动系统研究[D]. 张民.吉林大学 2015
[5]重型混合动力汽车动力性与经济性的仿真分析[D]. 刘忠政.河南科技大学 2014
[6]基于DP动态规划的ISG型行星耦合混合动力汽车模糊控制能量管理策略研究[D]. 叶盼.重庆大学 2013
[7]混合动力装载机动力系统设计与控制策略研究[D]. 张启明.吉林大学 2013
[8]混合动力公交客车电池组参数匹配及整车控制策略研究[D]. 李广.吉林大学 2012
[9]工程车辆新型三参数换挡规律的研究[D]. 鲍金锋.吉林大学 2011
[10]混合动力重型商用车驱动系统设计及控制策略研究[D]. 童浩.武汉理工大学 2011
本文编号：3595554
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
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【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１典型的ＨＥＶ动力总成结构，（ａ）串联式，（ｂ）同轴并联式，（ｃ）串并联式??⑷行星排功率分流式??
?北京科技大学博士学位论文??１???也能在车辆减速制动时回收制动能量［２１］。??Ｔ?■＊?Ｍ?减速器?■■?ＥＭＩ变速箱??ＩＣＥ??（ａ）?（ｂ）??ｒＤ＾ｈ?ｔＨｉ?ｆｌ?曜｜?－ｆｉｉ＂??ＥＭ１？ｂ?＾Ｍ２?．??（〇０００＞Ｈｈ〇Ｈｈ〇?－□?－?（〇〇〇〇｝〇??Ｔ，．ｒ?ｅａ?ｍ减速器?＾?行星轮?ＥＥ３?减速器??比?ｔ?ＩＣＥ??（ｃ）?（ｄ）??图１－１典型的ＨＥＶ动力总成结构，（ａ）串联式，（ｂ）同轴并联式，（ｃ）串并联式??⑷行星排功率分流式??Ｒ１?■???Ｒ２?？－—＜?ＦＤ?ｒ￣￣￣?Ｗｈｅｅｌ?：?Ｒ１?？—１?Ｓ２?ｖ１１?ｒ＂?ＭＣ２?＞??．、－＊“？＊Ｉ???－…“．．“」??Ｅｎｇｉｎｅ?一Ｃｌ?：?－?Ｃ２?Ｅｎｇｉｎｅ?——－?Ｃｌ?■—＊?Ｃ２?？—＊?ＦＤ?Ｗｌｉｅｅｌ??ＭＧ１????ＳＩ?Ｓ２?＊?ｊ?ＭＣ２?Ｉ?ＭＧ１?｜?ｊ?ＳＩ?Ｒ２?—］一＾??ＢＬ１??（ａ）?（ｂ）??Ｒ１?ｑ?ｐ－ｊ?Ｒ２?—?ＦＤ?，？—?Ｗｈｅｅｌ?Ｉ?Ｅｎｇｉｎｅ?卜三卜?Ｒ１?厂?Ｒ２??ＣＬ１??ＣｉＨＪｒｊｃ２ｉ＿?Ｅｎｇｉｎｅ?Ｉ?丨?Ｃ１?１?Ｃ２?丨?ｊ??；＿?［????＇?１?ＣＬ２??ｓ?ＭＧ１?ｊ——?ＳＩ?！?Ｓ２?ｉ——?ＭＣ２?Ｉ?Ｉ?ＭＧ１?１?Ｈ?Ｓ１?＊－￡Ｐ?Ｓ２?！￣｝?ＭＣ２?；??丨??ＩＩ?Ｉ：?Ｉｆ?Ｉ??Ｉ?１?Ｉ?ｊ?Ｉ?ｆ??ＢＬ１?ＢＬ２?ＢＬ２??（ｃ）?（ｄ）??Ｊ?Ｅｎｇｉｎｅ?？—Ｒ１?「Ｒ２??ＣＬ１??Ｃｌ?
电机也可当作发电机。它克服了?ＴＨＳ不能实现发动机??直接驱动车辆的问题。然而当车辆在坡道上低速行驶时，系统不能满足大扭??矩的需求，除非增加电机扭矩或者并轴式变速箱的齿数比，但是这样会增加??制造成本。????Ｉ??ｍｅ??ｍｇ?ｉｂ?—１—１??ｙ－１?１??????〇ｕｔ??－ｇｈ５ｌ????（ａ）?＿＿??ＳＹ１?ＳＹ２?ＳＹ３??ｓ—［ｊ－ｆｆｐ１??ｊ?Ｔ?ｔ?Ｔ?Ｉ??Ｏｕｔ??１ｓｔ?２ｎｄ?３ｒｄ?４ｔｈ??（ｂ）??图１－３现有动力分流系统，（ａ）ＦＨＳ，（ｂ）ＭＨＰ??为了进一步简化系统的结构，日本本田公司设计了一种混合动力系统??（Ｓｐｏｒｔ?Ｈｙｂｒｉｄ?Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ?Ｍｕｌｔｉ－Ｍｏｄｅ?Ｄｒｉｖｅ?ｓｙｓｔｅｍ，?Ｉ－ＭＭＤ），同时国内清华大??学欧阳明高院士团队也提出了一种应用于公交车或客车的新型同轴动力分流??混合动力系统（Ｎｏｖｅｌ?Ｃｏａｘｉａｌ?Ｐｏｗｅｒ－ｓｐｌｉｔＨｙｂｒｉｄ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＮＣＰＳＨＳ），分别如图??ｌ－４（ａ）和图ｌ－４（ｂ）所示。由于矿用自卸车有同轴输入输出的特殊要求，因此Ｉ－??ＭＭＤ系统不能满足安装条件［３３，３４］。另外由于矿用自卸车需求扭矩过大，如??果自卸车装备ＮＣＰＳＨＳ，那么将使得驱动电机的功率和扭矩需要设计的很大，??－２１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Development and experimental validation of a novel hybrid powertrain with dual planetary gear sets for transit bus applications[J]. QIN KongJian,WANG EnHua,ZHAO Hang,SHI GuangKui,WANG RenGuang,KONG ZhiGuo,WANG Wei. Science China（Technological Sciences）. 2015(12)
[2]混合动力工程车辆自动变速技术[J]. 赵丁选,李天宇,康怀亮,张志文,李牧菲. 吉林大学学报(工学版). 2014(02)
[3]基于随机动态规划的混联式混合动力客车能量管理策略[J]. 林歆悠,孙冬野,尹燕莉,郝允志. 汽车工程. 2012(09)
[4]混合动力拖拉机传动系统设计理论与方法[J]. 邓晓亭,朱思洪,高辉松,张莹. 农业机械学报. 2012(08)
[5]基于动态规划的混合动力商用车能量管理策略优化[J]. 邹渊,侯仕杰,韩尔樑,刘林,陈锐. 汽车工程. 2012(08)
[6]重度混合动力汽车油耗和排放多目标实时最优控制[J]. 秦大同,隗寒冰,段志辉,陈淑江. 机械工程学报. 2012(06)
[7]装载机发动机与液力变矩器功率匹配优化[J]. 常绿. 农业机械学报. 2010(07)
博士论文
[1]锂电池和超级电容复合储能系统的最优设计与控制[D]. 刘佳骏.北京科技大学 2019
[2]串联式混合动力矿用自卸车性能及燃油成本分析[D]. 冯彦彪.北京科技大学 2017
[3]一种混联式混合动力客车能量管理及模式切换协调控制研究[D]. 王磊.上海交通大学 2013
[4]混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D]. 林歆悠.重庆大学 2011
[5]串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究[D]. 刘乐.吉林大学 2011
[6]双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究[D]. 王加雪.吉林大学 2011
[7]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
[8]基于AMT的混合动力汽车电动变速驱动单元（E.T.Driver）控制策略研究[D]. 董悦航.上海交通大学 2008
[9]混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究[D]. 刘明辉.吉林大学 2005
硕士论文
[1]混合动力装载机前向仿真建模研究[D]. 史香云.吉林大学 2019
[2]某混合动力矿车电驱动系统控制策略研究[D]. 孟开创.武汉理工大学 2018
[3]基于多目标趋优的大型矿车能量回馈装置控制策略研究[D]. 唐伟.武汉工程大学 2016
[4]基于自动变速的串联式混合动力工程车辆传动系统研究[D]. 张民.吉林大学 2015
[5]重型混合动力汽车动力性与经济性的仿真分析[D]. 刘忠政.河南科技大学 2014
[6]基于DP动态规划的ISG型行星耦合混合动力汽车模糊控制能量管理策略研究[D]. 叶盼.重庆大学 2013
[7]混合动力装载机动力系统设计与控制策略研究[D]. 张启明.吉林大学 2013
[8]混合动力公交客车电池组参数匹配及整车控制策略研究[D]. 李广.吉林大学 2012
[9]工程车辆新型三参数换挡规律的研究[D]. 鲍金锋.吉林大学 2011
[10]混合动力重型商用车驱动系统设计及控制策略研究[D]. 童浩.武汉理工大学 2011
本文编号：3595554
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