面對日益嚴峻的環(huán)境污染和化石能源危機,低油耗、低排放的新型汽車成為如今汽車工業(yè)發(fā)展的新方向。插電式混合動力汽車作為傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)向純電驅動的重要過渡產(chǎn)品,是目前解決電池技術不成熟、充電基礎設施不足、難以可持續(xù)發(fā)電等難題的理想選擇。動力系統(tǒng)的匹配與能量管理策略的設計作為插電式混合動力汽車的核心技術,對插電式混合動力汽車節(jié)能減排的作用有重要的影響,是混合動力汽車領域的研究熱點。本文以并聯(lián)插電式混合動力汽車為研究對象,圍繞動力系統(tǒng)匹配和能量管理策略展開研究。根據(jù)整車在各種模式下的動力性指標以及純電續(xù)駛里程指標,采用傳統(tǒng)動力性匹配的方法對動力系統(tǒng)參數(shù)進行計算,得到滿足要求的動力系統(tǒng)參數(shù)�；谒矔r等效油耗最低策略,對其在不同出行里程、不同電量和不同行駛工況下的電能使用規(guī)律和扭矩分配規(guī)律進行分析,得到其電池電量使用規(guī)律和扭矩分配規(guī)律。針對優(yōu)化策略計算量大難以應用實車的缺點,基于以上規(guī)律設計了一種規(guī)則策略,主要包括分段線性下降的電池電量使用規(guī)則和基于發(fā)動機高效率區(qū)域的扭矩分配策略。將電池電量的消耗分為純電消耗階段、電量混合消耗階段和電量保持階段,以滿足充分利用電能和減少電量維持階段的原則,實現(xiàn)較高的燃... 

【文章來源】：重慶交通大學重慶市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1串聯(lián)結構

為車輪提供動力，也可以單獨提供動力，電機位置的布置有多種形式[9]。由于并聯(lián)結構車型的車輛可以發(fā)動機和電動機共同驅動汽車，相比串聯(lián)結構，并聯(lián)結構具備更加優(yōu)越的動力性能。以比亞迪秦為例，它配備的1.5T發(fā)動機和電動機功率相加后高達300馬力。再者，并聯(lián)結構的混合動力汽車具有更多的驅動模式，能夠滿足多種工況，發(fā)動機能夠在中高轉速下單獨驅動汽車，避免了能量的二次轉換，因此綜合油耗更低。按驅動電機在汽車中裝配位置（Position）的不同，并聯(lián)結構又進一步分為P0、P1、P2、P3和P4共五種裝配方式，布置示意圖如圖1-2所示。P0電機位于發(fā)動機之前，皮帶驅動BSG電機（啟動、發(fā)電一體電機）；P1電機位于發(fā)動機曲軸上，在發(fā)動機分離離合器K0之前；P2電機位于發(fā)動機和變速器之間，K0離合器后；P3電機安裝在變速器的輸出軸上。P4電機位于變速箱后面，與發(fā)動機的輸出軸分離，一般單獨驅動車輛后軸。圖1-2并聯(lián)混合動力分類示意圖當下混合動力汽車采用最多的是P2構型，其驅動電機的位置是在發(fā)動機之后、變速器之前，P2構型屬于并聯(lián)結構的一種。不同于豐田THS和通用的PS結構，P2構型的混動車輛結構相對簡單，成本較低。P2構型的混合動力汽車動力性能好，燃油經(jīng)濟性較好。與此同時，針對不同工況，P2混合動力模塊還可以幫助車輛減少15%～60%的二氧化碳排放[10]�；诖�，歐洲各國已經(jīng)廣泛采用P2技術，已成熟應用在保時捷、大眾和奧迪的一些車型中，長安逸動混合動力汽車是我國第一款搭載P2混動系統(tǒng)的量產(chǎn)車型，經(jīng)過了非常嚴格的測試，長安汽車在2017年10月宣布“香格里拉計劃”時同期上市[11]。在并聯(lián)結構的基礎上增加一個發(fā)電機就形成了混聯(lián)結構，其結構示意圖如圖1-3所示。豐田混聯(lián)結構沒有傳統(tǒng)的變速箱，而采用“ECVT(電控無級變速，

3ElectronicallyControlledContinuouslyVariableTransmission)”的行星齒輪結構的耦合單元來代替，這種技術多年來被豐田壟斷[12]。圖1-3混聯(lián)結構布局示意圖混聯(lián)結構車輛結構中，至少包含一個電機和一個發(fā)電機，同時發(fā)動機也可以直接提供扭矩到車輪。由于混聯(lián)結構給能量分配帶來了更多的靈活性，因此在三種混合動力結構中，具有最好的燃油經(jīng)濟性。不過由于混聯(lián)結構更加復雜，相應車型的價格也更高，而且由于“ECVT”存在技術壟斷，其他廠家無法選擇。但近年國內吉利科力遠推出的CHS混聯(lián)系統(tǒng)，其節(jié)能效果可與THS相媲美，打破了豐田在該領域的壟斷。1.2能量管理研究現(xiàn)狀混合動力汽車相比傳統(tǒng)汽車具有更加復雜的結構，除了部件性能對整車性能具有影響外，還包括整車動力匹配、動力耦合方式以及能量管理策略，動力耦合機構不在本文考慮之中，本文主要針對并聯(lián)混合動力的整車動力匹配以及能量管理策略進行研究。能量管理策略的主要任務是在車輛行駛過程中，在滿足車輛動力性等基本性能要求的前提下，協(xié)調發(fā)動機和電機之間的扭矩分配，整車動力模式切換等，充分發(fā)揮控制策略的節(jié)能潛力，達到車輛在燃油經(jīng)濟性、排放等方面的優(yōu)化目標。盡管各種類型的混合動力系統(tǒng)在結構和運行原理上有所不同，但所使用的能量管理策略基本原理是一致的。能量管理策略主要分為規(guī)則策略和最優(yōu)化策略兩類。1.2.1規(guī)則控制策略規(guī)則控制策略的基本原理是提前制定好發(fā)動機和電機的運行范圍，設置邏輯門限值的方式實現(xiàn)。基于發(fā)動機最優(yōu)工作點、發(fā)動機最佳工作線和發(fā)動機的最佳

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]基于SOC優(yōu)化軌跡的插電式混合動力汽車模型預測控制[D]. 梁元波.重慶大學 2013
[5]混合動力汽車最小等效燃油消耗控制策略研究[D]. 王東升.大連理工大學 2013
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本文編號：3502064