混合动力专用发动机搭载及控制策略研究

发布时间：2017-10-09 01:04

  本文关键词：混合动力专用发动机搭载及控制策略研究

  更多相关文章： 混合动力汽车 Atkinson循环 选型匹配 控制策略 燃油经济性

【摘要】：随着汽车工业的发展,汽车保有量的增多,环境污染和能源短缺问题日益突出。在这样的背景下,新能源汽车成为当前研究热点。目前电动汽车的动力电池、电机等技术还不够成熟可靠,而混合动力汽车具有长续航里程、动力性足、排放性好、经济性好等传统汽车和电动汽车都无法比拟的优点,因此混合动力汽车是当前可靠方便实用的新能源汽车。本文以校企合作项目“某混合动力汽车样车搭载”为依托,以某款家用轿车为平台,采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法,研究了Otto循环、Atkinson循环发动机的搭载和控制策略对整车动力性、经济性的影响,论文的主要工作和创新点如下:(1)在原车Otto循环四缸发动机的基础上将其改为低速部分负荷热效率更高的Atkinson循环混合动力汽车专用发动机,并完成了动力总成结构进行设计、关键部件选型匹配、整车模型搭建以及模型标定和置信度验证。(2)根据Atkinson循环发动机的特性,设置控制策略的逻辑门限值,将整车运行模式划分为纯电机驱动、发动机主动充电、纯发动机驱动、混合驱动和制动回收模式。在各工作模式下,合理分配发动机和电机的转矩,使发动机始终工作在高效工况区域,以提高整车的燃油经济性。(3)利用Matlab/Simulink平台搭建了不同模式的控制模块,并将其嵌入到商业软件Cruise的整车模型中进行离线联合仿真。得到混合动力汽车爬坡度、全负荷加速0-100km/h加速时间、最高车速、NEDC循环工况发动机工作点分布以及百公里综合燃油消耗量等数据。仿真结果表明搭载Atkinson循环混合动力专用发动机具有更佳的经济性及其控制策略的正确性、合理性和实用性。(4)建立各模式下动力总成效率目标函数,在保持整车动力性的前提下,以动力总成效率最高为目标,在各个工作模式下,基于瞬时请求功率对控制策略优化,完成了CVT速比控制和动力源之间转矩分配的优化,进一步提高了搭载Atkinson循环发动机的混合动力汽车燃油经济性。
【关键词】：混合动力汽车 Atkinson循环 选型匹配 控制策略 燃油经济性
【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
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的背景及意义11-13
• 1.2 国内外混合动力研究现状及发展概况13-15
• 1.2.1 国外混合动力汽车发展状况13-14
• 1.2.2 国内混合动力汽车发展概况14-15
• 1.3 HEV发动机选型及Atkinson循环发动机研发应用15-17
• 1.3.1 混合动力汽车专用发动机选型15-16
• 1.3.2 国外Atkinson循环发动机研发应用16
• 1.3.3 国内Atkinson循环发动机研发应用16-17
• 1.4 本文研究内容17-19
• 第2章 HEV动力总成设计及模型搭建19-38
• 2.1 动力总成方案设计19-22
• 2.1.1 串联式混合动力总成方案19
• 2.1.2 并联式混合动力总成方案19-20
• 2.1.3 混联式混合动力总成方案20-21
• 2.1.4 混合动力总成系统确定21-22
• 2.2 混合动力整车参数及设计指标22-23
• 2.2.1 混合动力整车参数22-23
• 2.2.2 整车性能设计指标23
• 2.3 发动机选型匹配及模型搭建23-27
• 2.3.1 发动机选型23-24
• 2.3.2 发动机参数24-25
• 2.3.3 发动机模型25-27
• 2.4 ISG电机选型匹配及模型搭建27-30
• 2.4.1 ISG电机选型27
• 2.4.2 ISG电机性能参数匹配27-28
• 2.4.3 ISG电机模型28-30
• 2.5 动力电池选型匹配及模型搭建30-33
• 2.5.1 动力电池选型30-31
• 2.5.2 动力电池参数匹配31
• 2.5.3 动力电池模型31-33
• 2.6 变速器选型匹配及模型搭建33-35
• 2.6.1 变速器选型33
• 2.6.2 变速器参数匹配33-34
• 2.6.3 变速器模型34-35
• 2.7 HEV整车模型及置信度验证35-37
• 2.7.1 整车模型35-36
• 2.7.2 HEV整车模型置信度验证36-37
• 2.8 本章小结37-38
• 第3章 HEV控制策略研究38-54
• 3.1 常见控制策略介绍38-40
• 3.1.1 动态自适应控制38-39
• 3.1.2 模糊控制策略39
• 3.1.3 逻辑门限值控制39-40
• 3.2 混合动力整车控制思想40-41
• 3.2.1 控制策略设计原则40
• 3.2.2 整车控制策略设计40-41
• 3.3 工作模式划分及转矩分配41-47
• 3.3.1 纯电机驱动模式42-43
• 3.3.2 发动机主动充电模式43-44
• 3.3.3 纯发动机驱动模式44
• 3.3.4 电机发动机混合驱动模式44-45
• 3.3.5 制动模式45-47
• 3.4 整车模式判断流程及MATLAB/Simulink模型47-49
• 3.4.1 整车模式判断逻辑流程47-48
• 3.4.2 基于MATLAB/Simulink建立控制策略模型48-49
• 3.5 仿真结果与分析49-53
• 3.5.1 循环工况的确定49-50
• 3.5.2 整车动力性分析50-51
• 3.5.3 整车燃油经济性分析51-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第4章 HEV动力总成系统效率优化54-68
• 4.1 动力总成关键部件效率模型54-55
• 4.1.1 发动机效率模型54
• 4.1.2 电动机效率模型54-55
• 4.1.3 CVT效率模型55
• 4.2 各驱动模式动力总成系统效率优化55-65
• 4.2.1 纯电机驱动模式动力总成效率优化55-57
• 4.2.2 发动机主动充电模式动力总成效率优化57-59
• 4.2.3 纯发动机驱动模式动力总成效率优化59-61
• 4.2.4 混合驱动模式动力总成效率优化61-63
• 4.2.5 再生制动模式动力总成效率优化63-65
• 4.3 优化结果分析65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 总结和展望68-70
• 参考文献70-72
• 致谢72

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