不同工况下的混合动力汽车的整车性能研究

摘要

21世纪以来,不可再生能源的过度消耗以及生存环境的日益恶化问题日益受到人们的关注。能源与环境已经是世界各国政府亟需解决的可持续发展的战略问题,因此开发低排放和低能耗的新型汽车成为当今世界汽车发展的方向。混合动力汽车是指以发动机、蓄电池和辅助动力单元作为动力源,驱动车辆行驶。它既继承了石油燃料发动机的高比能量和高功率的长处,又发扬了纯电动汽车的节能和低排放的优点,成为了当今世界各国主要研究的车型和商品化的主流。本课题是在国家“863”计划项目“解放牌混合动力客车”的背景下进行研究的。混合动力电动汽车与传统的内燃机汽车相比,只有在频繁的起动、加速、减速、怠速的工况下,才能体现其燃油经济性的优越性,因此本论文是针对具有代表性的工况进行分析和研究的。本论文以双轴并联式混合动力汽车作为研究对象,根据要求的技术性能指标,合理地进行混合动力汽车总成部件的类型的匹配,并核算了主要部件例如发动机的功率、电机功率、电池组的电压等级以及变速器的参数。在选定汽车的总成参数后,针对混合动力汽车的发动机功率和电机功率的匹配问题以及车辆的参数进行研究,并计算不同循环行驶工况对整车的燃油经济性能的影响。然后在影响循环行驶工况的众多因素的指标中,利用主成分分析法找出影响燃油经济性指标的最重要的几个权重比,再通过ADVISOR的仿真计算来验证得出的主要成分对整车燃油经济性的影响。最后,根据针对循环工况做的研究建立基于循环工况的主成分参数为模糊输入变量的新型模糊控制策略,分析几种不同控制策略对汽车燃油经济性的影响,并进行仿真对比。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 混合动力汽车的国内外发展状况

1.2.1 国外发展状况

1.2.2 国内发展状况

1.3 混合动力汽车的结构分类

1.3.1 串联式混合动力结构

1.3.2 并联式混合动力结构

1.3.3 混联式混合动力结构

1.4 本文的主要研究内容

第2章 混合动力汽车总成参数选择

2.1 混合动力汽车传动系统的选型与匹配

2.1.1 发动机

2.1.2 电机

2.1.3 电池组及变速器

2.2 传动系统仿真模型的建立

2.2.1 发动机模型

2.2.2 电机模型

2.2.3 电池组模型

2.3 传统客车的性能仿真研究

2.4 本章小结

第3章 基于循环工况的混合动力汽车的性能研究

3.1 特定工况下的混合动力汽车的性能研究

3.1.1 混合动力汽车的混合度的研究

3.1.2 车辆参数对燃油经济性的影响

3.2 特定混合度下的不同工况的燃油经济性的研究

3.3 本章小结

第4章 运用主成分分析法对循环工况参数的研究

4.1 主成分分析法的原理

4.1.1 主成分分析法的基本思想

4.1.2 主成分分析法的过程

4.2 基于循环工况各参数的主成分分析

4.2.1 SPSS软件的介绍与应用

4.2.2 循环工况参数的主成分分析

4.2.3 各主成分对燃油经济性的影响分析

4.3 本章小结

第5章 基于循环工况下的整车能量管理策略的研究

5.1 混合动力汽车控制策略思想

5.2 并联混合动力汽车不同控制策略的介绍

5.2.1 并联电动助力式控制策略

5.2.2 并联实时控制策略

5.3 基于特定循环工况下的整车模糊控制策略

5.3.1 模糊控制器的介绍

5.3.2 模糊输入、输出变量的选择及模糊控制规则的设定

5.4 与其它控制策略进行仿真对比

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢