单行星排混联式混合动力汽车能量管理策略研究
发布时间：2023-08-10 17:21
在人类面临着日益剧增的环境问题和石油资源短缺的条件下,汽车产业也步入重大改革的行列。混合动力汽车同时兼具燃油车的超远续航和纯电动的绿色排放优势,是当前社会主流发展的新能源车型。其中,单行星排混联式混合动力汽车结合了混动结构中的串联与并联优势,可实现发动机的转速与车速解耦,让发动机工作点的调节区间更加宽泛,整体油耗更低。由于混联式混合动力同时具有多个动力源,如何根据实时工况对动力源进行合理的启停和动态协调控制以达到整车预期的燃油经济性是亟需解决的问题。因此从整车动力源的特性出发,建立整车受控模型,并在合理的能量管理控制策略下实现仿真是本文的研究重点,具体内容如下:首先,本文确定了单行星排混联式功率分流器的转速、扭矩和功率三方面的动力学关系,在此基础上运用杠杆法对整车的各种运行模式进行详细的过程分析,另外根据动力参数匹配的原则和方法对动力源进行选型,为受控对象建模奠定基础。其次,本文基于发动机最优曲线能量管理策略进行建模,主要内容有轮边功率请求计算、发动机启停控制、整车工作模式和切换规则的确定,并对发动机、MG1和MG2进行能量分配。最后将Cruise搭建的整车模型和Simulink搭建的...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 混合动力汽车国内外研究现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 混合动力汽车控制策略研究现状
1.3.1 基于规则的能量管理策略
1.3.2 基于优化算法的能量管理策略
1.4 本文研究内容与技术路线
1.4.1 本文研究内容
1.4.2 本文技术路线
第2章 行星排耦合结构分析和动力参数匹配
2.1 行星排耦合机构分析
2.2 基于杠杆法的整车模式分析
2.2.1 纯电动驱动模式
2.2.2 混合驱动模式
2.2.3 制动回收模式
2.2.4 停车充电模式
2.3 整车动力源选型与动力参数匹配
2.3.1 整车需求功率匹配
2.3.2 耦合器特征参数匹配
2.3.3 发动机动力参数匹配
2.3.4 电机选型与动力参数匹配
2.3.5 动力电池参数匹配
2.3.6 主减速比的确定
2.4 本章小结
第3章 混联式整车建模与控制策略搭建
3.1 整车动力源建模
3.1.1 发动机建模原理分析
3.1.2 电机建模原理分析
3.1.3 动力电池建模原理分析
3.2 基于规则的逻辑门限发动机最优曲线能量管理策略
3.2.1 混联式发动机最优经济曲线控制原理
3.2.2 驾驶员的轮边功率请求
3.2.3 发动机启停控制
3.2.4 工作模式的确定和能量流分析
3.2.5 整车模式切换规则
3.3 动力源的能量管理
3.3.1 发动机能量管理
3.3.2 MG1能量管理
3.3.3 MG2能量管理
3.4 Cruise与 Simulink的信号配置
3.4.1 Cruise软件简介
3.4.2 车辆模型的生成与总线信号配置
3.5 本章总结
第4章 基于模糊PI控制的发动机转速优化控制策略
4.1 模糊PI简介
4.1.1 模糊控制的特点
4.1.2 模糊控制的基本原理与结构
4.1.3 模糊控制器维数的确定
4.2 模糊PI控制器的设计
4.2.1 模糊PI控制策略
4.2.2 模糊子集与隶属函数的确定
4.2.3 模糊控制规则的制定
4.3 MATLAB环境下的模糊控制规则编写
4.4 本章总结
第5章 联合仿真结果分析
5.1 工况选择与仿真任务建立
5.2 Simulink控制策略下的基本仿真结果分析
5.2.1 车速跟随与动力源响应分析
5.2.2 HWFET高速工况下的动力源转速与扭矩分析
5.2.3 动力电池SOC分析
5.3 基于模糊PI优化前后的仿真结果对比分析
5.4 本章总结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3840916
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 混合动力汽车国内外研究现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 混合动力汽车控制策略研究现状
1.3.1 基于规则的能量管理策略
1.3.2 基于优化算法的能量管理策略
1.4 本文研究内容与技术路线
1.4.1 本文研究内容
1.4.2 本文技术路线
第2章 行星排耦合结构分析和动力参数匹配
2.1 行星排耦合机构分析
2.2 基于杠杆法的整车模式分析
2.2.1 纯电动驱动模式
2.2.2 混合驱动模式
2.2.3 制动回收模式
2.2.4 停车充电模式
2.3 整车动力源选型与动力参数匹配
2.3.1 整车需求功率匹配
2.3.2 耦合器特征参数匹配
2.3.3 发动机动力参数匹配
2.3.4 电机选型与动力参数匹配
2.3.5 动力电池参数匹配
2.3.6 主减速比的确定
2.4 本章小结
第3章 混联式整车建模与控制策略搭建
3.1 整车动力源建模
3.1.1 发动机建模原理分析
3.1.2 电机建模原理分析
3.1.3 动力电池建模原理分析
3.2 基于规则的逻辑门限发动机最优曲线能量管理策略
3.2.1 混联式发动机最优经济曲线控制原理
3.2.2 驾驶员的轮边功率请求
3.2.3 发动机启停控制
3.2.4 工作模式的确定和能量流分析
3.2.5 整车模式切换规则
3.3 动力源的能量管理
3.3.1 发动机能量管理
3.3.2 MG1能量管理
3.3.3 MG2能量管理
3.4 Cruise与 Simulink的信号配置
3.4.1 Cruise软件简介
3.4.2 车辆模型的生成与总线信号配置
3.5 本章总结
第4章 基于模糊PI控制的发动机转速优化控制策略
4.1 模糊PI简介
4.1.1 模糊控制的特点
4.1.2 模糊控制的基本原理与结构
4.1.3 模糊控制器维数的确定
4.2 模糊PI控制器的设计
4.2.1 模糊PI控制策略
4.2.2 模糊子集与隶属函数的确定
4.2.3 模糊控制规则的制定
4.3 MATLAB环境下的模糊控制规则编写
4.4 本章总结
第5章 联合仿真结果分析
5.1 工况选择与仿真任务建立
5.2 Simulink控制策略下的基本仿真结果分析
5.2.1 车速跟随与动力源响应分析
5.2.2 HWFET高速工况下的动力源转速与扭矩分析
5.2.3 动力电池SOC分析
5.3 基于模糊PI优化前后的仿真结果对比分析
5.4 本章总结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3840916
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