基于Cruise软件的并联式混合动力研究与复合电源方案仿真

摘要

本文首先从资源危机、环境污染、国家新能源汽车发展规划三个方面分析了发展新能源汽车的战略需求及紧迫性，并对混合动力汽车的三种结构形式及其特点做了详细的阐述，最终选择以并联混合动力汽车为研究对象。
　　其次，本文重点对混合动力整车控制策略的设计思想和控制逻辑进行了详细说明，并借助Matlab/Simulink工具，构建了整车控制器模型。整车控制器模型主要由整车扭矩分配控制模块、SOC平衡控制模块和离合器自动控制模块组成。
　　再次，本文通过对前向仿真结构与后向仿真结构的分析对比，选择仿真结果更为贴合实际的前向仿真结构，并利用Cruise软件搭建了混合动力系统仿真模型;最终利用Simulink构建的整车控制器模型与Cruise构建的混合动力系统模型，实现混合动力系统的仿真。
　　最后，针对目前混合动力遇到的电池储能系统瓶颈问题，本文最后部分提出了蓄电池与超级电容共同使用的复合电源技术方案，不仅对方案的技术特点进行论述而且对最终选用的DC/DC复合电源方案的控制思想和控制策略模型都做了系统的论述。
　　本文旨在通过Cruise软件对混合动力系统进行仿真研究，为以后整车控制策略以及方案优化升级提供一个高效快捷的方法，希望该仿真方法能够在以后的新能源汽车研究领域得到更为广泛的应用;另外，文章最后提出的蓄电池与超级电容的复合电源方案，为解决目前单一储能系统的瓶颈问题，提供了一个技术方案与研究方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论——新能汽车发展背景

1．1 石油资源危机与环境污染

1．2 环保因素促进新能源汽车开发

1．3 新能源汽车发展现状

1．4 研究意义、主要内容及创新

1．5 本章小结

第2章 新能源技术介绍

2．1 新能源汽车分类

2．1．1 串联式混合动力汽车

2．1．2 并联式混合动力

2．1．3 混联式混合动力汽车

2．2 本章小结

第3章 混合动力仿真平台构建

3．1 整车控制策略设计思想

3．2 整车控制策略介绍

3．2．1 整车扭矩分配与控制策略的关系

3．2．2 整车控制策略与荷电状态SOC的关系

3．2．3 整车控制策略的实现

3．3 Simulink构建整车控制模型

3．3．1 整车扭矩分配模型

3．3．2 离合器控制模块

3．3．3 电量平衡模块

3．3．4 混合动力仿真平台

3．4 仿真结构

3．4．1 后向仿真结构特点分析

3．4．2 前向仿真结构特点分析

3．4．3 前向仿真结构和后向仿真结构的不同用途

3．5 前向仿真软件

3．5．1 AVL Cruise软件介绍

3．5．2 AVL Cruise软件的使用

3．6 整车需求功率及制动力分配计算

3．6．1 整车需求功率计算

3．6．2 制动力分配计算

3．7 Cruise构建混合动力仿真平台

3．7．1 模块介绍

3．7．2 整车控制策略与Cruise的连接

3．7．3 Cruise混合动力仿真模型

3．8 本章小结

第4章 混合动力仿真结果分析

4．1 循环工况分析

4．1．1 循环工况经济性、排放性能分析

4．1．2 发动机工况点统计分析

4．1．3 发动机油耗分布区域统计分析

4．1．4 电池主要参数变化情况

4．2 本章小结

第5章 复合电源控制设计方案及仿真

5．1 蓄电池特性介绍

5．1．1 温度特性

5．1．2 电池容量的效率特性

5．2 超级电容特性分析

5．2．1 充放电特性

5．2．2 内阻特性

5．2．3 容积效率特性

5．2．4 电容脉冲功率特性

5．3 复合电源

5．4 DC／DC介绍

5．4．1 单向DC／DC

5．4．2 双向DC／DC

5．5 复合结构电源方案

5．6 复合电源控制策略

5．7 循环工况经济性对比

5．8 电池性能仿真对比

5．8．1 能量变化统计分析

5．8．2 电压、电流变化统计分析

5．9 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢