四驱PHEV动力传动系统的匹配与控制策略研究

摘要

与纯电动汽车相比插电式混合动力汽车(PHEV)无法实现零油耗、零排放，但其可以实现长距离的行驶不受电池包电量的限制，而且在电机和发动机的协调配合下，其经济性和排放性能要比传统燃油汽车优秀，因此PHEV大受欢迎。顾名思义，插电式混合动力汽车至少有两个动力源，如何匹配动力源系统和传动系统以及如何协调控制动力源系统对整车性能起着决定性的作用，因此对该方向的研究具有重要的意义。
　　本文以四驱插电式混合动力汽车为研究对象，根据车型的结构及特点，匹配出动力传动系统参数，制定并优化了整车控制策略，搭建了整车仿真模型，进行了动力性和经济性仿真。具体如下所述:
　　整车动力传动系统的匹配。本文参考某款传统燃油车的动力性参数以及PHEV的国家法规标准，制定了四驱PHEV的动力性设计要求指标，再根据所制定动力性设计要求指标，综合考虑整车逻辑门限控制策略的基础上匹配动力源参数即发动机和驱动电机的参数，在动力源匹配完成的基础上根据最高车速和最大爬坡度设计指标要求匹配变速器、主减速器和单级减速器的参数，最后根据纯电动续驶里程设计指标要求匹配电池包参数，BSG电机的匹配参考已配备BSG电机的混合动力车型确定。
　　整车控制策略的制定与优化。本文制定了逻辑门限控制策略，该策略下发动机提供主要动力，驱动电机起辅助作用;根据不同的行驶工况和行驶里程，对纯电动行驶最大允许功率的阈值进行优化。新增整车需求扭矩作为模式切换判定条件，对整车运行模式进行了优化，避免发动机工作在燃油消耗率高的区域。通过调节驱动电机和BSG电机输出功率，优化混合驱动模式和行车发电模式时整车需求功率的分配，确保发动机工作在最优经济线附近。
　　建立整车模型的建立与仿真。在Cruise平台上搭建四驱PHEV整车模型，对整车动力性进行仿真，仿真结果表明所匹配的动力传动系统完全满足整车动力性设计指标要求。在Matlab/Simulink平台上搭建整车后向仿真模型，在对应的行驶里程和行驶工况下对优化前后的整车控制策略进行整车经济性仿真，仿真结果表明在不同的行驶工况和行驶里程下整车控制策略优化后的整车经济性均有一定程度的提高。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 四驱PHEV研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 动力传动系统参数匹配

2．1．1 四驱PHEV车型结构

2．1．2 整车基本参数与设计性能指标

2．2 动力源参数匹配

2．2．1 发动机参数匹配

2．2．2 驱动电机参数匹配

2．2 电池包参数匹配

2．3 传动系统参数匹配

2．3．1 变速器与主减速器匹配

2．3．2 单级减速器匹配

2．4 动力传动系统匹配结果

2．5 本章小结

第三章 整车控制策略的制定与优化

3．1 逻辑门限控制策略

3．1．1 整车工作模式切换

3．1．2 整车需求能量分配

3．2 整车控制策略的优化

3．2．1 整车工作模式切换的优化

3．2．2 整车需求能量分配的优化

3．3 本章小结

第四章 整车建模与仿真

4．1．1 整车前向仿真模型搭建

4．1．2 动力性仿真

4．2．1 整车后向仿真模型搭建

4．2．2 经济性仿真

4．3 本章小结

第五章 全文总结与展望

5．1 全文总结

5．2 本文展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果