插电式混合动力汽车能耗经济性影响因素研究

摘要

在环境问题和能源短缺问题日益严峻的情况下，发展插电式混合动力汽车（PHEV）成为汽车行业公认的变革方向之一。插电式混合动力汽车之所以能得到人们的认可，主要是因为其相对于传统燃油汽车在温室气体排放、能源消耗等方面的优势。而温室气体排放、能源消耗归根结底主要是能源消耗的问题。因此，对插电式混合动力汽车进行能耗经济性影响因素分析，优化插电式混合动力汽车的能耗水平，是插电式混合动力汽车技术发展的必然选择。为此，本文以串并联式PHEV为基础，围绕PHEV能耗经济性影响因素进行了如下研究：　　（1）系统地分析串并联式动力传动系统的各运行阶段和工作模式，根据车辆基础参数和性能指标完成参数选取并搭建整车模型，在此基础上制定基于规则的逻辑门限值控制策略并完成经济性仿真。　　（2）选取能耗经济性评价指标及基础评价工况；基于制定的控制策略，选取关键门限值参数并进行分类，仿真计算并分析门限值对于能耗经济性的影响规律。　　（3）选取合适的车辆设计参数并进行分类，通过理论分析与仿真计算相结合的方式，分析车辆设计参数对于能耗经济性的影响规律。　　（4）根据对工况的分类选择相应的代表性标准循环工况，选取合适的工况特征参数表征循环工况，对工况数据进行处理并根据工况特征参数取值的变化拟合成新的循环工况。　　（5）以拟合的新的循环工况为基础，分析工况特征参数与门限值参数、工况特征参数与车辆设计参数对于能耗经济性的共同影响，同时分析工况特征参数对于能耗经济性的影响规律。

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 PHEV能耗经济性概述

1.2.1 PHEV能耗经济性评价指标

1.2.2 PHEV能耗经济性的影响因素

1.3 国内外研究现状

1.3.1 控制策略与道路循环工况研究现状

1.3.2 车辆基础参数与动力传动系统参数研究现状

1.4本文研究思路和主要研究内容

2 插电式混合动力汽车动力传动系统

2.1.1 动力传动系统结构

2.1.2 运行阶段分析

2.1.3 工作模式分析

2.2.1 车辆基本参数及性能指标

2.2.2 动力传动系统参数匹配结果

2.3.1 整车动力学模型

2.3.2 发动机模型

2.3.3 电机模型

2.3.4 动力电池组模型

2.4.1 工作模式切换策略

2.4.2 整车能耗经济性仿真

2.5 本章小结

3 控制策略门限值参数对于能耗经济性的影响研究

3.1.1 评价指标的选取

3.1.2 评价指标基础工况的选取

3.2 SOC门限值对能耗的影响规律分析

3.2.1 SOC最小值

3.2.2 SOC目标值

3.2.3 电量维持阶段SOC波动幅值

3.2.4 SOC门限值之间的共同影响研究

3.3 车速门限值对能耗的影响规律分析

3.3.1 CD阶段离合器结合车速

3.3.2 CS阶段离合器结合车速

3.3.3 两车速门限值对油耗的共同影响研究

3.4 功率门限值对能耗的影响规律分析

3.4.1 驱动电机功率门限值

3.4.2 发动机功率门限值

3.4.3 两功率门限值对油耗的共同影响

3.5 本章小结

4 车辆设计参数对于能耗经济性的影响研究

4.1 整车基础设计参数对能耗的影响规律分析

4.1.1 车辆驱动模式能耗分析

4.1.2 整备质量

4.1.3 空气阻力系数

4.1.4 滚动阻力系数

4.1.5 基础设计参数之间的共同影响

4.2 动力源功率扩大系数对能耗的影响规律分析

4.2.1 发动机功率扩大系数

4.2.2 驱动电机功率扩大系数

4.2.3 发电机功率扩大系数

4.2.4 动力源功率扩大系数之间的共同影响

4.3 动力传动系统效率对能耗的影响规律分析

4.3.1 发动机热效率

4.3.2 驱动电机效率

4.3.3 发电机效率

4.3.4 机械传动效率

4.3.5 动力源效率之间的共同影响

4.4 本章小结

5 循环工况对于能耗经济性的影响研究

5.1.1 标准循环工况的选取

5.1.2 标准循环工况特征参数

5.1.3 工况块的提取

5.1.4 工况块的筛选及合成

5.2 循环工况与门限值参数对能耗的共同影响分析

5.2.1 工况特征参数与SOC目标值的共同影响分析

5.2.2 工况特征参数与CS阶段SOC波动幅值的共同影响分析

5.2.3 工况特征参数与发动机功率门限值的共同影响分析

5.2.4 工况特征参数与驱动电机功率门限值的共同影响分析

5.3 循环工况与车辆设计参数对能耗的共同影响分析

5.3.1 工况特征参数与发动机功率扩大系数的共同影响分析

5.3.2 工况特征参数与驱动电机功率扩大系数的共同影响分析

5.3.3 工况特征参数与发电机功率扩大系数的共同影响分析

5.4 循环工况对于能耗经济性的影响研究

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参 考 文 献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

C. 学位论文数据集

致谢