混合动力公交客车动力系统参数设计和分析

摘要

混合动力汽车由发动机和电机两种不同能量的驱动机构组成，是国家节能减排的大力发展目标，也是新能源汽车中最具有产业化前景的车型。城市公交客车作为城市最常见的城市公共交通车辆，在城市中的数量庞大，因此对城市公交客车进行混动化改造来提高城市公交客车的经济性、提高能量利用效率具有十分重大的意义。混合动力城市公交客车因其行驶路线固定有规律，因此可以利用循环工况通过仿真和试验的方法针对性的进行控制参数调试，合理设计控制策略来达到优化经济性的目的。　　论文首先分析混合动力汽车的三种混合动力系统结构的优缺点，将单轴并联式混合动力系统结构确定为本论文的研究对象。根据原型车提出混合动力城市公式客车的动力性要求，以满足动力性为基础，对动力系统的各个关键部件进行了选型和参数匹配，再以控制策略优化经济性为设计目标，指出控制策略中影响经济性的关键参数，并分析混合动力工作模式的切换依据。　　然后根据混合动力系统各个部件的数学模型和理论依据利用仿真软件进行建模，完成整车模型。制作了控制策略中用到的输入及输出信号表，提取出控制参数，利用这些信号及控制参数进行混合动力控制策略行驶模式判定以及输出数据信号的建模。　　接着利用前文建立的仿真模型，以中国城市公交客车所运行的CBCC（中国典型城市公交循环工况）为基础，研究纯电动模式启动车速、发动机转矩工作区间对于混合动力公交客车电池SOC和等效百公里燃油消耗量的影响，以自动优化程序得出优化的控制参数以及其对应的电池SOC消耗量和等效百公里燃油消耗量。利用同样的方法得到其他两种典型循环工况的控制参数以及其对应的电池SOC消耗量和等效百公里油耗，发现得到的结果都不相同，说明对于不同的路况要达到最佳经济性所得到的控制参数都是不一样的，但是对于城市公交客车而言，只要针对同一辆车同一条路线设置合适的控制参数，就能保证它在这条线路上获得最佳的经济性。　　最后利用现有试验设备资源搭建出试验台架并设计试验方案，利用试验台架运行仿真中得出的转速、转矩数据，得到永磁同步电机在台架试验上的电压、电流及能量消耗。将台架试验得到的永磁同步电机能量消耗与仿真出来的电机能量消耗做对比，试验的目的就是利用台架试验说明在电池SOC的消耗上与仿真结果一致，进一步说明前文仿真中得出的电池SOC消耗和等效百公里油耗是具有一定的实际意义的。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究目标及工作内容

2 混合动力客车动力系统参数匹配与控制策略分析

2.1混合动力驱动系统基本结构选择

2.2动力系统各部件参数匹配

2.3混合动力控制策略

2.4本章小结

3 混合动力系统的仿真建模

3.1混合动力驱动系统建模

3.2控制策略的建模

3.3本章小节

4 不同控制参数的混合动力客车经济性分析

4.1中国典型城市公交循环工况

4.2不同控制参数对汽车经济性的影响

4.3控制参数的确定及经济性分析

4.4不同循环工况下最佳控制参数及其经济性比较

4.5本章小节

5 混合动力车用电机试验台架试验与分析

5.1试验台架的搭建

5.2循环工况动态特性试验及结果分析

5.3仿真结果与试验结果对比分析

5.4本章小节

6 全文总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果