CVT插电式混合动力汽车能量管理优化

发布时间：2017-09-02 10:15

  本文关键词：CVT插电式混合动力汽车能量管理优化

  更多相关文章： 插电式混合动力 能量管理策略 能耗成本 优化 发动机启停

【摘要】：环境的污染与能源的短缺,是当今汽车产业发展所面临的两大重要挑战。插电式混合动力汽车(PHEV),以其续驶里程长、油耗排放低的显著优势,被认为是最具发展前景的电动汽车之一。无级变速器(CVT)以其传动比连续可调的特性,可有效改善动力源的负荷。如何实现动力源特性与CVT特性的完美结合,是CVT插电式混合动力汽车控制策略的关键所在。本文针对搭载CVT的PHEV,从系统设计(尤其是能量管理策略设计)和系统仿真的角度进行深入研究,具体研究工作如下:(1)在传统CVT轿车的基础上,对PHEV动力系统进行结构设计;在确定单轴并联式的总体结构后,根据动力性指标和续驶里程要求,对ISG电机参数、发动机参数及动力电池参数进行计算和匹配;借助Matlab/Simulink平台,搭建动力系统关键部件模型、整车动力学模型及驾驶员模型。(2)制定了基于动力源外特性和踏板信号的驾驶员需求转矩计算方法;采用以电为主的驱动模式选择方法,在各既定模式下以瞬时能耗成本最低为控制目标,以需求转矩、电池荷电状态和车速为状态变量,以发动机转矩、电机转矩和CVT速比为控制变量进行能量管理优化,将离线优化后的结果制成map表,应用于实时控制;还设计了制动力分配策略和再生制动模式下以回收电能最多为控制目标的能量管理策略。(3)根据自行搭建的Simulink整车前向仿真模型,对PHEV进行动力性及经济性仿真分析,验证了所设计能量管理策略的有效性;对电量消耗阶段不同控制策略进行整车经济性对比分析,仿真结果表明,以电为主策略具有更强的综合性经济优势。(4)研究了发动机频繁启停对PHEV性能的影响,在原能量管理策略的基础上引入了发动机启停控制,制定了发动机启停控制策略,仿真结果表明,改进后的控制策略可以有效减少发动机启停的次数并降低油耗。
【关键词】：插电式混合动力 能量管理策略 能耗成本 优化 发动机启停
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 选题背景和意义10-11
• 1.2 PHEV的发展状况11-14
• 1.2.1 PHEV在国外的发展状况11-13
• 1.2.2 PHEV在国内的发展状况13-14
• 1.3 PHEV能量管理策略的研究现状14-18
• 1.3.1 能量管理策略的研究意义14
• 1.3.2 PHEV能量管理策略制定应注意的问题14
• 1.3.3 能量管理策略研究现状14-18
• 1.4 本文的主要研究内容18-19
• 第2章 插电式混合动力系统参数匹配与建模19-34
• 2.1 PHEV动力系统结构设计与分析19-20
• 2.2 动力系统关键部件参数匹配20-26
• 2.2.1 电机选型及参数匹配21-24
• 2.2.2 发动机参数匹配24
• 2.2.3 电池组参数匹配24-26
• 2.3 动力传动系统建模26-33
• 2.3.1 发动机模型26-27
• 2.3.2 ISG电机模型27-29
• 2.3.3 电池组模型29-30
• 2.3.4 CVT模型30-31
• 2.3.5 整车动力学模型31-32
• 2.3.6 驾驶员模型32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 基于能耗成本最低的能量管理优化34-51
• 3.1 驾驶员操作意图解析35-38
• 3.1.1 混合动力驾驶意图解析的研究现状35-36
• 3.1.2 基于需求转矩的PHEV驾驶意图解析36-38
• 3.2 驱动工况下的能量管理38-45
• 3.2.1 以电为主的驱动模式选择38-39
• 3.2.2 基于瞬时能耗成本最小的能量管理优化方法39-41
• 3.2.3 纯电动模式下的能耗成本优化41-42
• 3.2.4 混合驱动模式下的能耗成本优化42-44
• 3.2.5 发动机单独驱动或轻载充电模式下的能耗成本优化44-45
• 3.3 制动工况下的能量管理45-50
• 3.3.1 制动模式的选择45-46
• 3.3.2 制动力分配策略46-48
• 3.3.3 再生制动模式下的能量优化分析48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 整车性能仿真与分析51-63
• 4.1 动力性仿真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 经济性仿真53-59
• 4.2.1 CD阶段仿真分析54-56
• 4.2.2 CS阶段仿真分析56-57
• 4.2.3 综合经济性仿真分析57-59
• 4.3 两种CD阶段控制策略的整车经济性对比分析59-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 考虑发动机频繁启停的控制策略改进63-71
• 5.1 发动机频繁启停对混合动力汽车的影响63-65
• 5.1.1 对燃油经济性的影响63-64
• 5.1.2 对排放的影响64-65
• 5.1.3 对发动机使用寿命的影响65
• 5.2 发动机启停控制策略65-69
• 5.2.1 引入发动机启停控制的能量管理策略结构改进65-66
• 5.2.2 发动机启停控制策略设计66-68
• 5.2.3 仿真与分析68-69
• 5.3 发动机启停延迟时间对燃油经济性的影响分析69-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论与展望71-73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录79

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本文编号：777935