基于混合动力平台的发动机起停及断缸技术的研究

摘要

由于传统汽车给世界带来了很大环境污染与能源问题，因而以节能减排、洁净能源为目标的新能源汽车已成为社会关注的热点。新能源汽车主要有：纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车、代用燃料汽车四种。目前由于动力电池存在部分关键技术瓶颈，所以大力发展混合动力汽车是当前的主要方式之一。本论文针对混合动力轿车，采用了发动机动力源与电机动力源同轴串联的机械结构作为载体，而作为混合动力汽车核心部件的整车控制器，它的整车控制模式与控制算法成了该领域急需研究的关键技术之一。在混合动力汽车工程设计过程中，其控制模式与控制算法将直接影响到整车的动力性和经济性。因此针对论文提出的一种新型的混合动力平台的发动机起停及断缸技术，在其发动机起停控制特性、发动机的断缸控制特性两个方面进行了深入研究。
　　论文具体以永磁同步电机为7.5KW；汽油发动机1.5L；电动离合器为1500Nm；起动机12KW作为研究对象，设计开发了基于32位微处理平台的整车控制器，实现了低压混合动力模式，具体工作如下。
　　1、设计了混合动力试验平台，混合动力的结构采用发动机与电机同轴的模式。目的是可以实现纯电动模式、混动模式，以达到混合动力整车最佳节油性。
　　2、设计、开发了混合动力平台的整车控制器硬件、软件，设计了整车控制器的控制策略、控制算法。
　　3、分析了起动电机和发动机喷油曲线图特性。针对其混合动力发动机经常起/停，带来起动费油、起动排放恶劣、较高转速马上停机造成发动机积碳和冷却液沸腾等问题；针对发动机ECU喷油脉冲的采集与控制，会造成原发动机ECU故障系统报错。论文提出了对发动机起动机的SOC修正算法、发动机ECU喷油脉冲信号的跟随模拟及驱动控制。以上控制模式能降低发动机的燃油性、提高混合动力的经济性。
　　4、针对提出的起动机的SOC修正算法、发动机ECU喷油脉冲信号的跟随模拟及驱动控制特性，建立了其非线性动态仿真模型；深入研究了SOC修正算法、跟随模拟及驱动控制特性的因素及其影响规律。优化了发动机起停控制的策略，解决了整车控制器对ECU喷油脉冲的采集与控制时，原发动机ECU的故障系统报错问题。
　　对混合动力平台的发动机起停及断缸控制进行了实物试验研究，搭建了混合动力汽车的实物性能测试平台；开发了基于32位微处理器的整车控制器；模拟了混合动力汽车不同行驶工况下发动机起停及断缸控制及其整车动态特性；验证了论文设计的混合动力平台的发动机起停及断缸控制方案的可行性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

字母注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2混合动力汽车行业现状

1.3混合动力行业技术现状

1.4课题背景及意义

1.5本课题的引出及主要工作内容

第二章 混合动力台架结构组成及关键器件选型

2.1同轴混联式汽车动力总成的匹配原则

2.2混合动力台架系统组成

2.3混合动力台架系统关键部件选型

2.4本章小结

第三章 混合动力整车控制器软硬件设计

3.1整车控制器（VMS）的硬件设计

3.2软件的设计

3.3本章小结

第四章 混合动力发动机起停控制和停缸控制技术

4.1起停控制

4.2 混合动力整车控制的断缸控制策略

4.3本章小结

第五章 相关试验验证

5.1起停技术的数据验证

5.2断缸技术的数据及验证

5.3本章小结

第六章 全文总结及展望

全文总结

展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

参与科研项目

致谢