汽车并联液压混合动力系统能量管理策略研究

摘要

液压混合动力技术利用液压泵/马达（二次元件）的四象限工作特性，能够有效地实现制动动能和重力势能的回收与再利用，由于液压系统功率密度大的优势，特别适用于重型负载的公交车、工程机械使用。当混合动力汽车各部件的结构及性能特性确定后，整车的燃油经济性和排放水平取决于能量管理策略。
　　我国对油电混合动力汽车技术研究投入较多，而液压元件特性与电气元件特性差异较大，因此油电混合动力汽车的设计经验、控制算法和能量管理策略无法直接采用，需要进行有针对性地深入研究。
　　本文的研究工作主要针对并联式液压混合动力汽车的能量管理策略展开，以最大程度地降低油耗为目标，结合蓄能器 SOC、地理信息系统等建立混合动力汽车的能量管理策略并予以优化。主要的研究内容包括：
　　1.建立一种可以从能量角度评价混合动力汽车燃油经济性的等效理论，便于利用仿真手段对整车能量控制策略进行优化和评估。
　　2.建立了液压混合动力车辆动力系统各关键部件模型、驾驶员操作意图模糊规则模型，以及液压混合动力系统的动力学方程。
　　3.开发液压混合动力车辆驱动工况下的瞬时能量管理策略。在液压混合动力车辆等效模型的基础上，建立液压混合动力系统充/放能综合效率模型。提出了反映内燃机和二次元件转矩分配对能量效率的影响的再生制动能量回收影响系数，并研究了蓄能器 SOC值对该系数的函数表达方法。
　　4.结合蓄能器 SOC开发液压混合动力车辆在循环工况下的能量管理策略，并在UDDS工况下对空载和满载混合动力汽车进行燃油经济性仿真分析。
　　5.利用液压混合动力实验台对车辆起动、辅助动力、制动能量回收控制、循环工况控制等进行实验测试。
　　本文的研究为液压混合动力汽车的设计开发提供了理论准备，对液压混合动力产品在设计阶段的燃油经济性评估和控制策略开发提供了理论依据，具有很大的理论意义和应用价值。

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第一章 绪论

1.1意义及背景

1.2液驱混合动力汽车构型

1.3能量管理技术研究概述

1.4液驱混合动力技术国内外研究进展

1.5研究思路及主要内容

第二章 并联式液压混合动力系统建模

2.1引言

2.2系统原型

2.3内燃机模型

2.4二次元件模型

2.5蓄能器模型

2.6操作意图模型

2.7动力学模型

2.8本章小结

第三章 混合动力系统等效油耗评价方法

3.1引言

3.2等效评价模型建立

3.3等效模型仿真分析

3.4本章小结

第四章 并联混合动力系统能量管理策略

4.1引言

4.2放能综合效率

4.3能量管理策略

4.4放能工况能量管理策略

4.5参考蓄能器状态的管理策略

4.6动态规划策略

4.7能量管理预测控制

4.8本章小结

第5章 混合动力系统控制特性实验

5.1引言

5.2液压混合动力系统实验台

5.3混合动力系统模拟实验

5.4本章小结

结论

致谢

参考文献