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混合动力城市客车多能源控制策略研究

作　者: 张杰
导　师: 尹安东
学　校: 合肥工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 并联混合动力城市客车控制策略参数匹配超级电容 Stateflow
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

当今世界,面对能源危机和环境污染这两大根本问题,混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,简称HEV)以其环保与节能特性,正日益受到广泛关注。城市公共交通拥挤,客车时走时停,行车速度慢,在这种情况下,传统的内燃机汽车油耗和排放都很差,而混合动力系统正可以发挥其优势,解决以上两个问题。本文以城市公交系统的传统客车6120为研究对象,将其改装为混合动力城市客车,并着重研究多能源控制策略的制定。本文主要包含以下内容:一、基于城市客车的运行特点,综合比较三种不同动力驱动方式的混合动力系统,确定了混合动力城市客车采用并联式驱动系统,进而对动力系统各部件进行选型与参数匹配。二、通过对整车动力系统特性的分析,在MATLAB/Simulink/Advisor平台下,建立了整车仿真模型,其中包括发动机、电动机、超级电容、传动系和汽车行驶动力学模型,为多能源控制策略研究和开发提供了必要的仿真平台。三、建立基于规则的混合动力城市客车的多能源控制策略,制定相应的逻辑控制规则,并根据该规则在有限状态机Stateflow中进行建模。最后嵌入到Advisor整车仿真模型。四、根据所建立的Advisor整车模型进行仿真,并进行样车试验,对仿真结果与样车试验结果进行研究分析。结果表明本文所建立的整车模型具有实用价值,采用基于规则的多能源控制策略,混合动力城市客车整车具有较好的动力性和经济性,并且达到了设计要求,同时验证了参数匹配和所设计的控制策略的合理性和可行性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
致谢  8-14
第一章绪论  14-21
  1.1 研究目的和意义  14
  1.2 混合动力城市客车发展状况  14-17
    1.2.1 国际发展状况  14-15
    1.2.2 国内发展状况  15-17
  1.3 混合动力汽车的关键技术  17-20
    1.3.1 混合动力单元技术  17
    1.3.2 能量存储技术  17-18
    1.3.3 电力驱动系统和汽车附件  18
    1.3.4 混合动力汽车仿真技术  18-19
    1.3.5 多能源控制策略  19-20
  1.4 课题来源与本文主要工作  20-21
第二章混合动力城市客车动力系统设计  21-34
  2.1 混合动力城市客车主要技术指标  21
  2.2 混合动力城市客车动力系统驱动型式的选择  21-24
    2.2.1 驱动型式的分类  21-23
    2.2.2 驱动型式的选择  23-24
  2.3 并联式混合动力城市客车动力系统各部件选型  24-27
    2.3.1 发动机选型  24-25
    2.3.2 电动机选型  25-26
    2.3.3 能量存储部件的选型  26-27
  2.4 并联式混合动力城市客车参数匹配  27-32
    2.4.1 发动机参数的确定  28-29
    2.4.2 电动机参数的确定  29-30
    2.4.3 超级电容参数的确定  30-31
    2.4.4 传动比参数确定  31-32
  2.5 本章小结  32-34
第三章并联式混合动力城市客车建模  34-42
  3.1 仿真方法与软件  34-36
    3.1.1 后向仿真方法  34
    3.1.2 前向仿真方法  34
    3.1.3 Advisor 软件的混合仿真法  34-35
    3.1.4 Advisor 的组成  35
    3.1.5 Advisor 的工作原理  35-36
  3.2 发动机模型  36
  3.3 永磁同步电机模型  36-38
  3.4 超级电容建模  38
  3.5 基于后轮驱动的PHEB 整车模型建立  38-41
    3.5.1 后轮驱动的PHEB 动力学模型[23]  38-40
    3.5.2 整车动力学模型的建立  40-41
    3.5.3 后轮驱动整车模型  41
  3.6 本章小结  41-42
第四章 PHEB 多能源控制策略的设计  42-50
  4.1 PHEB 能量流动模式  42-43
  4.2 PHEB 多能源控制目标和控制策略设计  43-46
    4.2.1 PHEB 多能源控制目标  43
    4.2.2 PHEB 多能源控制策略原则  43-44
    4.2.3 基于规则的多能源控制策略规则制定  44-45
    4.2.4 控制变量的确定  45-46
  4.3 基于 Simulink/Stateflow 控制策略建模  46-49
    4.3.1 Stateflow 介绍  46-47
    4.3.2 在 Simulink/Stateflow 中进行控制策略的建模  47-49
  4.4 基于 MATLAB/SIMULINK 的整车模型  49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 PHEB 仿真分析与试验  50-63
  5.1 模型数据输入和仿真设置  50-54
    5.1.1 仿真模型输入的基本参数  50
    5.1.2 模型数据的输入  50-53
    5.1.3 循环工况选择  53-54
  5.2 仿真结果分析  54-57
    5.2.1 车辆各部件仿真结果与分析  54-56
    5.2.2 6120PHEB 整车动力性和燃油经济性仿真分析  56-57
  5.3 样车试验  57-62
    5.3.1 试验项目  57
    5.3.2 测试仪器和试验样车  57
    5.3.3 试验方法与步骤  57-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 论文总结  63
  6.2 研究展望  63-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间已发表论文  68-69

混合动力城市客车多能源控制策略研究

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