【摘要】：汽車作為交通工具為人們的日常生活帶來便利的同時,也帶來了許多的問題,其中最為突出的兩個問題是:一,作為汽車主要能源的石油資源在可預(yù)見的未來將達(dá)到枯竭狀態(tài);二,隨著汽車數(shù)量的增加,大量尾氣被排放到環(huán)境中,對環(huán)境造成了污染。作為人類賴以生存的載體,環(huán)境在汽車工業(yè)的快速發(fā)展中被嚴(yán)重地破壞。發(fā)展新能源汽車成為解決環(huán)境污染和能源供給雙重問題的解決辦法之一,其中混合動力汽車(HEV)近些年成為了汽車領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為傳統(tǒng)汽車向純電動汽車過渡的重要車型,混合動力汽車有著眾多的優(yōu)點(diǎn),雖然沒有了零排放的概念,但是其燃油消耗和污染排放相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車得到了大幅減小,在電池關(guān)鍵技術(shù)還未得到完全解決之前,混合動力汽車相對于純電動汽車?yán)m(xù)駛里程更長,并且補(bǔ)充能源的時間更短�；旌蟿恿ζ囮P(guān)鍵性技術(shù)主要包含了以下三點(diǎn):(1)驅(qū)動電機(jī)及其控制技術(shù);(2)整車能量管理控制系統(tǒng);(3)動力電池及其管理系統(tǒng)。其中能量管理策略通過控制車輛動力源的功率流,以整車動力需求為前提,合理分配發(fā)動機(jī)以及電機(jī)在車輛行駛的過程當(dāng)中的轉(zhuǎn)矩輸出,改善燃油經(jīng)濟(jì)性,從而提高混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性,延長動力源壽命,并且通過減少廢氣的排放來滿足日趨嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)。針對三軸混合動力物流車的具體結(jié)構(gòu),本文在MATLAB/Simulink環(huán)境中搭建了其仿真模型,并根據(jù)插電式混合動力汽車的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于規(guī)則的能量管理策略,使得整車單位運(yùn)載質(zhì)量的燃油消耗下降8.5%,提高燃油經(jīng)濟(jì)性;設(shè)計(jì)了動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略,降低了模式切換過程中產(chǎn)生的縱向沖擊,提升了模式切換過程中整車的平順性。最后通過實(shí)車試驗(yàn)對所設(shè)計(jì)的能量管理策略進(jìn)行了驗(yàn)證,主要工作內(nèi)容如下:1.三軸混合動力物流車模型搭建。首先對模型的搭建方法進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果采用后向仿真建模法對整車模型總體框架進(jìn)行搭建;然后基于MATLAB/Simulink環(huán)境進(jìn)行了整車仿真模型的搭建;最后以ECE循環(huán)工況作為仿真模型的輸入進(jìn)行了模型的驗(yàn)證。2.三軸混合動力物流車能量管理策略設(shè)計(jì)。首先以發(fā)動機(jī)和驅(qū)動電機(jī)的效率特性曲線為基礎(chǔ),結(jié)合插電式混動力汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理,進(jìn)行了整車行駛模式的劃分;然后結(jié)合三軸混合動力物流車的具體使用需求,進(jìn)行了各個模式下能量管理策略具體控制流程的設(shè)計(jì),并針對電機(jī)助力模式進(jìn)行了模糊控制器的設(shè)計(jì);最后在MATLAB/Simulink環(huán)境中搭建了能量管理策略仿真模型。3.模式切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略設(shè)計(jì)。首先對無模式切換轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制的車輛駕駛性能進(jìn)行分析,根據(jù)仿真結(jié)果,論證在模式切換過程中對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的必要性;然后分析造成縱向沖擊的原因,設(shè)計(jì)了模式切換動態(tài)協(xié)調(diào)的總體解決方案,針對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償設(shè)計(jì)了具體的控制流程,并設(shè)計(jì)了模糊控制器用于控制離合器的結(jié)合過程;最后基于整車模型和能量管理策略模型進(jìn)行仿真,對模式切換動態(tài)協(xié)調(diào)控制策略的效果進(jìn)行了驗(yàn)證。4.整車能量管理策略實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證。首先根據(jù)本文所設(shè)計(jì)的能量管理策略中所涉及的信號數(shù)量及其類型進(jìn)行了整車控制器的選型;然后針對該控制器進(jìn)行了能量管理策略信號管腳的分配,通過Me Ca將模型通過CAN線燒寫進(jìn)整車控制器,并完成了線束的連接;最后對三軸混合動力物流車實(shí)車試驗(yàn)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì),選擇中國典型城市工況作為實(shí)車試驗(yàn)的輸入工況,并對實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。本文的研究意義在于針對三軸混合動力物流車通過路面耦合二軸和三軸動力這一具體構(gòu)型,設(shè)計(jì)了基于規(guī)則的混合動力能量管理策略,使得整車在不降低行駛動力性的前提下,減少單位載貨質(zhì)量燃油消耗,提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。
[Abstract]:As a vehicle, the automobile brings convenience to the daily life of people, and also brings a lot of problems, and the two most prominent problems are as follows: 1, the petroleum resources which are the main energy sources of the automobile can reach the exhausted state in the foreseeable future; and secondly, as the number of the automobiles is increased, A large amount of the exhaust gas is discharged into the environment and the environment is polluted. As the carrier for human existence, the environment is seriously damaged in the rapid development of the automobile industry. The development of new energy vehicles is one of the solutions to the dual problems of environmental pollution and energy supply, and the hybrid electric vehicle (HEV) has become a hot spot in the field of automobile in recent years. As an important vehicle for the transition of a traditional automobile to a pure electric automobile, the hybrid automobile has a plurality of advantages, Before the key technology of the battery has not been completely solved, the hybrid vehicle has a longer driving range with respect to the pure electric vehicle, and the time for supplementing the energy is shorter. The key technology of the hybrid vehicle mainly includes the following three points: (1) the driving motor and the control technology thereof; (2) the whole vehicle energy management control system; and (3) the power battery and the management system thereof. in which the energy management strategy can reasonably distribute the torque output of the engine and the motor during the running of the vehicle through the control of the power flow of the power source of the vehicle, the torque output of the engine and the motor during the running of the vehicle is reasonably distributed, the fuel economy of the hybrid vehicle is improved, and the service life of the power source is prolonged, and the increasingly stringent environmental protection regulations are met by reducing the emission of the waste gas. In view of the concrete structure of the three-axis hybrid vehicle, this paper sets up its simulation model in the environment of MATLAB/ Simulink, and designs a rule-based energy management strategy based on the characteristics of the plug-in hybrid electric vehicle, so that the fuel consumption of the vehicle unit is reduced by 8. 5%. the fuel economy is improved, a dynamic coordination control strategy is designed, the longitudinal impact generated in the mode switching process is reduced, and the smoothness of the whole vehicle during the mode switching is improved. Finally, the energy management strategy is verified by real-vehicle test. The main contents are as follows: 1. and the three-axis hybrid logistics vehicle model is set up. Firstly, the building method of the model is analyzed, and the whole frame of the whole vehicle model is set up according to the analysis result, and then the whole vehicle simulation model is constructed based on the MATLAB/ Simulink environment; Finally, the model's verification is carried out with the ECE cycle working condition as the input of the simulation model. Three-axis hybrid vehicle energy management strategy design. based on the efficiency characteristic curve of the engine and the driving motor, the whole vehicle running mode is divided by combining the structural characteristics and the working principle of the plug-in electric hybrid vehicle, and then the specific service requirements of the three-axis hybrid power logistics vehicle are combined, In this paper, the design of the specific control flow of the energy management strategy in various modes is carried out, and the design of the fuzzy controller is carried out for the power-assisted mode of the motor. Finally, the simulation model of the energy management strategy is set up in the MATLAB/ Simulink environment. Design of dynamic coordination control strategy for mode switching. First, the vehicle driving performance of the non-mode switching torque coordination control is analyzed, the necessity of the coordinated control of the torque in the mode switching process is demonstrated according to the simulation result, the cause of the longitudinal impact is analyzed, the overall solution of the mode switching dynamic coordination is designed, In this paper, a specific control flow is designed for the engine torque compensation, and a fuzzy controller is designed to control the coupling process of the clutch; and finally, the simulation is carried out based on the whole vehicle model and the energy management strategy model, and the effect of the mode switching dynamic coordination control strategy is verified. Vehicle energy management strategy real-vehicle test verification. Firstly, the type selection of the whole vehicle controller is carried out according to the signal quantity and the type involved in the energy management strategy designed in this paper; then, the controller carries out the distribution of the energy management strategy signal pin, and the model is written into the whole vehicle controller through the CAN line through the Me Ca, Finally, the test scheme of the three-axis hybrid logistics vehicle is designed, the typical urban condition of China is selected as the input condition of the real-vehicle test, and the results of the real-vehicle test are analyzed. The research significance of this paper is to design a rule-based hybrid energy management strategy for three-axis hybrid logistics vehicle through road surface coupling two-axis and three-axis power, so that the whole vehicle can reduce the fuel consumption of the unit cargo by the premise of not reducing the driving power, and the fuel economy of the whole vehicle is improved.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U469.7

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本文編號：2420317