混联式混合动力汽车动力系统及控制策略的仿真研究

摘要

汽车是人们日常生活中必不可少的交通工具，和人们的生活已经密不可分，汽车保有量在迅速增长，但当前能源短缺和环境污染的双重压力促使着汽车产业结构的调整，传统燃油车被符合社会可持续发展要求的新能源汽车取代也是大势所趋。混合动力汽车是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型，具有动力性能良好和低油耗、低排放、续驶里程长等优点。发展混合动力汽车，被认为是当代应对汽车保有量增加与能源环境危机之间矛盾的最有效和最现实的对策之一。
　　论文首先介绍了混合动力汽车节能减排这一优势的原理以及对比分析了串联式、并联式以及混联式等不同形式的混合动力汽车的动力总成系统布置的结构、各工作模式以及各自的优缺点，并详细分析说明了经典的混联式混合汽车——丰田普锐斯。
　　本文以混联式混合动力汽车为研究对象，文章中首先分析了混联式混合动力汽车的动力总成，对发动机的外特性以及万有特性和电机的外特性进行了系统而全而的研究分析和说明，建立了发动机、电机等混合动力汽车主要元件的数学模型以及Simulink模型，并采用了实验建模和理论建模相结合的方法建立了混联式混合动力汽车的正向和逆向仿真模型，为后文设计整车控制策略、分析工作模式、研究整车性能提供了至关重要的基础。
　　以发动机工作在最优区域即燃油消耗率最低为原则，根据输出功率以及扭矩的规则限值设计了该混合动力汽车的控制策略，借助Matlab/Simulink的仿真平台对整车进行ECE+EUDC驾驶循环工况下的运行仿真，根据仿真结果分析了混合动力汽车的动力性以及燃油经济性，并验证了整车控制策略的正确性和有效性。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景及意义

1．2 混合动力汽车节能减排优势的原理

1．3 混合动力汽车的分类

1．3．1 串联式混合动力汽车

1．3．2 并联式混合动力汽车

1．3．3 混联式混合动力汽车

1．4 混合动力汽车的等级

1．4．1 轻度混合动力汽车

1．4．2 中度混合动力汽车

1．4．3 全混合动力汽车

1．5 国内外混合动力汽车现状

1．5．1 国外混合动力汽车发展概况

1．5．2 国内混合动力汽车发展概况

1．6 本论文的主要研究内容

2 混合动力汽车动力系统的研究分析

2．1 典型混联式混合动力汽车实例分析

2．1．1 丰田Prius的动力系统总成及性能指标

2．1．2 丰田Prius动力系统控制模式

2．2 混联式混合动力汽车动力系统的设计方案

2．2．1 混联式混合动力汽车动力系统结构的设计

2．2．2 混联式混合动力汽车动力系统参数的确定

2．3 本章小结

3 混合动力汽车动力系统仿真模型的建立

3．1 动力系统建模与仿真方法

3．2 混合动力汽车整车动力学模型的建立

3．3 混合动力汽车动力源模型的建立

3．3．1 发动机模型的建立

3．3．2 电机模型的建立

3．3．3 电池模型的建立

3．4 驾驶员模型的建立

3．5 本章小结

4 混合动力汽车动力系统控制策略

4．1 混合动力汽车用控制策略的介绍

4．2 混合动力汽车动力系统的控制策略研究

4．2．1 混联式混合动力汽车动力系统控制策略分析

4．2．2 混联式混合动力汽车控制策略的设计

4．3 混合动力汽车再生制动模式以及控制策略

4．4 本章小结

5 混合动力汽车性能仿真验证及结果分析

5．1 混合动力汽车的经济性建模与仿真分析

5．1．1 混合动力汽车经济性分析模型的建立

5．1．2 混合动力汽车经济性仿真试验的结果分析

5．2 混合动力汽车动力性建模与仿真分析

5．2．1 混合动力汽车动力性分析模型的建立

5．2．2 混合动力汽车动力性仿真试验的结果分析

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢