插电式双电机混合动力轿车整车能量管理策略研究

摘要

由于环境污染问题、石油资源问题已成为制约当今汽车工业发展的瓶颈，各国竞相加大投入，开发安全绿色环保的汽车。由于动力电池的能量密度和价格的制约，以及燃料电池技术短期内无法取得突破性进展，插电式混合动力汽车成为当前由传统汽车过渡到电动汽车和燃料电池汽车的最理想方案之一。
　　本文对新能源汽车初期研发过程中经常使用的前向仿真方法进行研究，开发了新能源汽车的正向仿真平台NEVSIP。对整车、驾驶员以及动力总成的各部件进行理论分析，在MATLAB/Simulink及Stateflow环境中主要建立了不同驱动形式的整车模型(前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动，本文仿真时使用四驱模型)、发动机模型、电机模型，电池模型、驾驶员模型、变速器及其控制器等模型，存储到模型库并添加到SimulinkLibraryBrowser中。同时开发了具有友好界面的图形用户接口，新能源汽车正向仿真平台NEVSIP为整车能量管理策略的研究提供了有效的可靠的工具。
　　在研究了多种纯电动汽车以及混合动力汽车构型的基础上，针对插电式混合动力汽车的运行特点选用了前置电机与发动机并联驱动前桥、后置电机直接驱动后桥的构型，这种构型主要由两个不同功率的小电机替代插电式混合动力的单个大功率电机，解决了单电机插电式混合动力汽车的电机在辅助发动机驱动时效率较低的问题，同时也提高了对制动能量的回收量。并完成了对动力总成参数的匹配。
　　基于确定的构型，对整车能量管理策略的进行研究。设计了动力总成的不同工作模式，主要有纯电动模式、混合驱动电量消耗模式、混合驱动电量保持模式、制动模式、停机模式和换挡模式等工作模式。选用基于规则的逻辑门限能量管理策略对各种工作模式下的动力总成的功率分配策略进行研究，并建立整车控制器模型。
　　选用综合工况对所建立的模型进行仿真，仿真结果表明，纯电动行驶里程可达到56.3km，可满足日常上下班用车要求；混合驱动电量消耗模式燃油经济性较原车型提高36.19％；混合驱动电量保持模式提高24.76%。

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Contents

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外插电式混合动力技术发展现状

1.3 本文主要研究内容

2 动力系统正向仿真平台研究

2.1 仿真平台总体框架与仿真原理

2.2 正向仿真模型库建立

2.3 用户接口开发

2.4 本章小结

3 整车构型研究与动力总成匹配

3.1 概述

3.2 双电机构型

3.3 动力总成匹配

3.4 本章小结

4 整车能量管理策略研究

4.1 概述

4.2 动力总成工作模式研究

4.3 动力总成功率分配策略研究

4.4 本章小结

5 离线仿真与结果分析

5.1 模型精度验证

5.2 离线仿真与结果分析

5.3 本章小结

6 全文总结与工作展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况