本文關(guān)鍵詞：CVT插電式混合動(dòng)力汽車能量管理優(yōu)化

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【摘要】：環(huán)境的污染與能源的短缺,是當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的兩大重要挑戰(zhàn)。插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV),以其續(xù)駛里程長(zhǎng)、油耗排放低的顯著優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的電動(dòng)汽車之一。無(wú)級(jí)變速器(CVT)以其傳動(dòng)比連續(xù)可調(diào)的特性,可有效改善動(dòng)力源的負(fù)荷。如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)力源特性與CVT特性的完美結(jié)合,是CVT插電式混合動(dòng)力汽車控制策略的關(guān)鍵所在。本文針對(duì)搭載CVT的PHEV,從系統(tǒng)設(shè)計(jì)(尤其是能量管理策略設(shè)計(jì))和系統(tǒng)仿真的角度進(jìn)行深入研究,具體研究工作如下:(1)在傳統(tǒng)CVT轎車的基礎(chǔ)上,對(duì)PHEV動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);在確定單軸并聯(lián)式的總體結(jié)構(gòu)后,根據(jù)動(dòng)力性指標(biāo)和續(xù)駛里程要求,對(duì)ISG電機(jī)參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及動(dòng)力電池參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和匹配;借助Matlab/Simulink平臺(tái),搭建動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件模型、整車動(dòng)力學(xué)模型及駕駛員模型。(2)制定了基于動(dòng)力源外特性和踏板信號(hào)的駕駛員需求轉(zhuǎn)矩計(jì)算方法;采用以電為主的驅(qū)動(dòng)模式選擇方法,在各既定模式下以瞬時(shí)能耗成本最低為控制目標(biāo),以需求轉(zhuǎn)矩、電池荷電狀態(tài)和車速為狀態(tài)變量,以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、電機(jī)轉(zhuǎn)矩和CVT速比為控制變量進(jìn)行能量管理優(yōu)化,將離線優(yōu)化后的結(jié)果制成map表,應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制;還設(shè)計(jì)了制動(dòng)力分配策略和再生制動(dòng)模式下以回收電能最多為控制目標(biāo)的能量管理策略。(3)根據(jù)自行搭建的Simulink整車前向仿真模型,對(duì)PHEV進(jìn)行動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性仿真分析,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)能量管理策略的有效性;對(duì)電量消耗階段不同控制策略進(jìn)行整車經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析,仿真結(jié)果表明,以電為主策略具有更強(qiáng)的綜合性經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。(4)研究了發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停對(duì)PHEV性能的影響,在原能量管理策略的基礎(chǔ)上引入了發(fā)動(dòng)機(jī)啟�？刂�,制定了發(fā)動(dòng)機(jī)啟停控制策略,仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后的控制策略可以有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟停的次數(shù)并降低油耗。
【關(guān)鍵詞】：插電式混合動(dòng)力 能量管理策略 能耗成本 優(yōu)化 發(fā)動(dòng)機(jī)啟停
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 選題背景和意義10-11
• 1.2 PHEV的發(fā)展?fàn)顩r11-14
• 1.2.1 PHEV在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1.2.2 PHEV在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.3 PHEV能量管理策略的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 能量管理策略的研究意義14
• 1.3.2 PHEV能量管理策略制定應(yīng)注意的問(wèn)題14
• 1.3.3 能量管理策略研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與建模19-34
• 2.1 PHEV動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析19-20
• 2.2 動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件參數(shù)匹配20-26
• 2.2.1 電機(jī)選型及參數(shù)匹配21-24
• 2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配24
• 2.2.3 電池組參數(shù)匹配24-26
• 2.3 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模26-33
• 2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型26-27
• 2.3.2 ISG電機(jī)模型27-29
• 2.3.3 電池組模型29-30
• 2.3.4 CVT模型30-31
• 2.3.5 整車動(dòng)力學(xué)模型31-32
• 2.3.6 駕駛員模型32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 基于能耗成本最低的能量管理優(yōu)化34-51
• 3.1 駕駛員操作意圖解析35-38
• 3.1.1 混合動(dòng)力駕駛意圖解析的研究現(xiàn)狀35-36
• 3.1.2 基于需求轉(zhuǎn)矩的PHEV駕駛意圖解析36-38
• 3.2 驅(qū)動(dòng)工況下的能量管理38-45
• 3.2.1 以電為主的驅(qū)動(dòng)模式選擇38-39
• 3.2.2 基于瞬時(shí)能耗成本最小的能量管理優(yōu)化方法39-41
• 3.2.3 純電動(dòng)模式下的能耗成本優(yōu)化41-42
• 3.2.4 混合驅(qū)動(dòng)模式下的能耗成本優(yōu)化42-44
• 3.2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)或輕載充電模式下的能耗成本優(yōu)化44-45
• 3.3 制動(dòng)工況下的能量管理45-50
• 3.3.1 制動(dòng)模式的選擇45-46
• 3.3.2 制動(dòng)力分配策略46-48
• 3.3.3 再生制動(dòng)模式下的能量?jī)?yōu)化分析48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第4章 整車性能仿真與分析51-63
• 4.1 動(dòng)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 經(jīng)濟(jì)性仿真53-59
• 4.2.1 CD階段仿真分析54-56
• 4.2.2 CS階段仿真分析56-57
• 4.2.3 綜合經(jīng)濟(jì)性仿真分析57-59
• 4.3 兩種CD階段控制策略的整車經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第5章 考慮發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停的控制策略改進(jìn)63-71
• 5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停對(duì)混合動(dòng)力汽車的影響63-65
• 5.1.1 對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響63-64
• 5.1.2 對(duì)排放的影響64-65
• 5.1.3 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命的影響65
• 5.2 發(fā)動(dòng)機(jī)啟�？刂撇呗�65-69
• 5.2.1 引入發(fā)動(dòng)機(jī)啟�？刂频哪芰抗芾聿呗越Y(jié)構(gòu)改進(jìn)65-66
• 5.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)啟�？刂撇呗栽O(shè)計(jì)66-68
• 5.2.3 仿真與分析68-69
• 5.3 發(fā)動(dòng)機(jī)啟停延遲時(shí)間對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響分析69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79

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