串联式混合动力汽车能量控制策略研究

北京工业大学硕士学位论文串联式混合动力汽车能量控制策略研究姓名：吴艳苹申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：段建民20080501串联式混合动力汽车能量控制策略研究作者：吴艳苹学位授予单位：北京工业大学相似文献(10条)1.会议论文陈清泉可持续交通的挑战——谈电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车的最近发展和挑战2006汽车的出现已经一百多年,它的出现改变了世界,经历了从欧洲的手工生产,到美国的自动化生产,到日本的精益生产.它促进了经济的发展,改善了人们的生活,但是发展到今天,也带来严重的三大问题,即能源,环保和安全.这是可持续交通的三大挑战,也是21世纪汽车革命的方向.因此,要改造汽车的驱动动力和燃料.动力的改造包括研制新型发动机,革新发动机的燃烧及其控制,使其提高燃油经济型和减少排放,另外要开发电动汽车,包括纯电动汽车,混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车.从燃料方面要研发新型清洁燃料,诸如天然气、液化汽、生物柴油、氢气等.本文介绍电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车的最近发展和挑战。2.学位论文陈晓丽混合动力汽车电驱动控制系统研究2008混合动力汽车融合了内燃机汽车和电动汽车的优点，在不降低动力性的前提下，可大幅提高燃油经济性及减少汽车排放，是目前清洁汽车研究的主要方向。美、日及欧洲等许多发达国家投入大量资金和人力进行相关研究，我国也将混合动力汽车作为重点攻关项目，同时将混合动力汽车的3大关键零部件电池、电机和控制系统的相关研究列为3个纵向发展目标。电机及控制系统作为混合动力汽车主要的动力源，其性能好环直接影响混合动力汽车整车的动力性能，因此对其关键技术进行深入研究具有现实意义。本文对混合动力汽车用电机及其驱动控制系统进行了相应研究，包括永磁无刷直流电机和交流感应电机，具体内容包括：首先，对混合动力汽车的工作模式进行了分析，推导了混合动力系统功率流约束条件，根据混合动力汽车动力学，对SWB6116混合动力大客车的动力驱动系统进行分析、设计，根据客观条件和设计要求，确定了电机、电池参数以及对电机驱动控制器的具体要求和实现策略。第二，对永磁无刷直流电机工作原理进行了分析，在此基础之上利用Matlab/Simulink软件建立了永磁无刷直流电机的数学模型和控制模型，并进行终端滑模控制器的设计和仿真研究；变结构控制方法的引入有效的改善了无刷直流电机固有的电机转矩脉动大，控制精度低的问题。为了比较控制方法的有效性，与传统的PID控制器和线性滑模控制器进行了比较，仿真结果说明，所设计非奇异终端滑模控制器效果最佳第三，对交流感应电机进行了建模和仿真研究，感应电机显著优点是电机设计制造容易、电机坚固耐用，而且随着现代电力电子技术的发展，大功率电力电子器件的出现，以及调速方法的不断改进，使得交流调速系统的性能得到了很大改善，因此对交流感应电机的研究也是目前国际上电动汽车用电机的研究热点。本章建立了三相感应电机在不同坐标系上的数学模型；之后，基于建立的三相感应电机的数学模型，对矢量控制原理进行了分析，设计了转子磁场定向的矢量控制系统，并在MATI_AB/SIMIJUNK环境下，对三相感应电动机和转子磁场定向矢量控制系统进行仿真分析。最后，对混合动力汽车用永磁无刷直流电机驱动系统进行了设计，包括硬件电路设计和软件开发两部分内容，实现了恒转矩启动和恒功率运行的要求。为了验证所设计系统的有效性，研制了一个小功率试验平台，该平台以TMS320LF2407A为核心器件，基本实现了混合动力汽车要求的大部分功能。3.期刊论文陈清泉.CHENQing-quan可持续道路交通的挑战:电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的技术路线和产业化路线-机械制造与自动化2009,38(2)可持续道路交通的关键在于开发清洁、高效、智能的新能源汽车,包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等.要成功开发这些新能源汽车有赖于正确的技术路线和产业化路线.根据作者30多年从事电动汽车研发的经验,指出研发电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的正确技术路线和产业化路线,供读者参考讨论.4.学位论文孙文凯并联混合动力汽车系统建模与转矩动态控制的仿真研究2007日益严峻的能源危机和环境危机促进了电动汽车产业再次繁荣。对并联混合动力汽车的研究开发，有力地促进电动汽车产业的发展。本文首先介绍了电动汽车的特点及共性关键技术，介绍了并联混合动力汽车的特点及其分类。指出建模仿真技术在包括并联混合动力汽车在内的电动汽车研发工作中的重要性，阐述整车控制策略是影响该类汽车性能的关键因素。确定论文研究的对象是并联混合动力汽车系统建模与并联混合动力系统工作模式切换时的转矩动态控制的仿真研究。基于MATLAB/Simulink软件平台，以描述法与查表法相结合，完成了某型并联混合动力汽车动力系统和传动系统中发动机、电动机和变速器等主要部件仿真模型的建立，确定了整车多能源动力总成控制系统的结构，为设计及验证整车控制策略提供了仿真环境。基于稳态逻辑门限的控制方法，以保证汽油机高效率运行为目的，对并联混合动力系统中的发动机、电动机目标转矩进行了预分配。通过分析并联混合动力系统的工作模式及发动机、电动机的工作特性，指出在混合动力系统模式切换时对系统输出转矩进行动态控制的必要性，设计了以混合动力系统转矩预分配策略为基础，以转矩动态控制策略为核心的并联混合动力系统整车控制策略，完成了整车多能源控制系统的设计，建立了整车仿真模型。在新欧洲驾驶循环工况下，通过运行不含转矩动态控制策略的整车模型，证明了所建仿真模型的正确有效性。通过并联混合动力系统工作模式切换的5种定工况仿真以及加速、减速制动2种全工况仿真，通过对比分析模式切换时有无转矩动态控制的相关仿真结果，证明了转矩动态控制策略在并联混合动力系统工作模式切换过程中，能够较好地利用电动机响应迅速的优点来弥补发动机响应滞后的缺点，从而保证并联混合动力系统的输出转矩满足驾驶员转矩的需求，保证了汽车的动力性，同时也能保证传动系统动力传递的平稳。5.期刊论文马维嘉电动汽车和混合动力汽车-内燃机2003(5)目前的燃料汽车由于燃烧时排出大量的二氧化碳和对人体有害的各种气体,因此人们迫切需要无污染的汽车.详细地介绍了目前混合动力汽车作为清洁汽车的优势及混合动力汽车的组成.6.学位论文李静红混合动力汽车驱动系统设计与仿真分析2006混合动力电动汽车(HEV-HybridElectricVehicle)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型，具有燃油汽车的动力性能和较低的排放，是当前解决节能和环保问题切实可行的过渡车型方案。本文叙述了目前混合动力电动汽车的三种主要混合驱动结构：串联式、并联式和混联式，并对这三种混合动力系统的工作原理和特点进行了分析，在此基础上针对电力辅助系统的并联式混合动力汽车动力传动系统展开研究。对该系统的五种驱动模式进行了分析，结合现行多种设计方法和混合动力车型的特点，采用考虑汽车自身重量的设计方案，对整车重要部件进行选型以及系统参数进行设计和计算分析。依据我国最新出台的电动汽车标准，确定了该电力辅助型混合动力汽车动力性能参数和整车参数等。并对驱动系统的多种控制策略进行对比分析与研究。在深入分析了电动汽车专用分析软件Advisor的原理及使用方法的基础上。在Matlab/Simulink环境中完成了本文研究的混合动力电动汽车的传动系统和控制系统的建模，并在Advisor2002平台上，建立了电力辅助型混合动力汽车的整车仿真模型。对电辅助控制策略和SOC扭矩平衡控制策略进行对比仿真分析，并进行变参数调节分析，确定了系统的控制策略方案。将此车型与传统燃油汽车进行对比仿真分析，分析结果表明，此车型驱动系统在燃油经济性和动力性能等方面均较传统燃油汽车有较大的改善，是一种可行的混合动力汽车设计方案。7.期刊论文肖德云.陈荣达.胡树华.XIAODe-yun.CHENRong-da.HUShu-hua国家863电动汽车重大专项课题中的协同学习机制——基于混合动力汽车课题的实证分析-研究与发展管理2008,20(4)基于国家863电动汽车重大专项课题的国家汽车创新战略和混合动力汽车的科研项目进展和示范运营分析,探讨其中混合动力汽车课题的组织协同学习机制,并进一步探讨了混合动力汽车的国家汽车创新战略的协同组织学习过程和协同组织学习网络.8.学位论文王智磊野马混合动力汽车电机及通讯系统的研究2006随着汽车工业的发展，燃油消耗以及尾气排放已成为人们生活中日益关注的焦点之一。为此，针对汽车行业，各国政府纷纷出台相关政策(如提高排放标准，提倡电动汽车的发展与使用等)以期望汽车工业在节能和坏保方面有所改善。我国政府也已将电动汽车的发展列入863计划并写入了2004年的《汽车产业发展政策》中去。电动汽车的发展已是大势所趋。广义的电动汽车包括纯电动汽车和混合动力电动汽车，纯电动汽车由于使用电能工作，无排放无污染，因此最终将代替传统汽车。但由于目前电池价格较高并且电池技术仍未突破，纯电动汽车的发展倍受制约，在这种情况下，混合动力电动汽车作为电动汽车的一个重要分支，它的发展被认为是目前最为可行方式。本课题是野马混合动力电动汽车的开发与研究，课题来源是四川汽车工业集团，课题的目的是将该集团生产的野马汽车改装成混合动力电动汽车。本人主要负责对混合动力电动汽车中的电机驱动系统进行分析，并对电机驱动系统的通讯问题做了部分研究。电机驱动系统作为混合动力汽车关键技术之一，这是传统内燃机汽车上所没有的部分，并且通过分析，混合动力汽车上使用的电机与传统工业电机有着很大的差异，也与纯电动汽车上使用的电机也有着一定的区别。电机驱动系统的研究暂时还没有成熟的技术加以借鉴，只能从目前为数不多的成功的混合动力汽车产品上得到参考和启示。本文对目前常用的几种电机系统进行了分析和比较，并对兰州环式电机厂的环式电机进行了分析。混合动力电动汽车从动力组合的角度可以分为串联、并联和混联三种结构，每一种结构在具备自身独有优点的同时，也有一些不可避免的缺陷(串联式改装灵活，控制简单，但汽车动力性能差；混联式能量利用率最高，但动力总成开发难度大，控制复杂；并联式改装方便，但发动机优化控制难度较大)，在对这三种结构形式进行分析和比较的基础上，提出野马汽车的改装方案，并进行可行性分析，最终选择基于兰州环电的ISG电机辅助动力改装方案，同时给出了此方案下电机系统的作用以及相应的能量控制策略。另外，电机驱动系统作为混合动力汽车的组成部分之一，它与其它部分的有效通讯是必不可少的。本文在最后部分，对电机驱动系统的通讯问题做了一定的分析，在对CAN总线技术以及对混合动力汽车的结构原理进行分析的基础上，研究了基于CAN总线的野马混合动力汽车控制系统的网络拓扑结构。根据CAN节点系统结构框图，完成了CAN节点硬件的设计和软件的初步调试。并通过实验，模拟了节点间的通讯，为整车通讯系统的完善打下了良好的基础。9.期刊论文杨孝纶.YANGXiao-lun电动汽车技术发展趋势及前景(上)-汽车科技2007(6)对电动汽车技术发展趋势和前景作了概略介绍,并从技术-经济的角度出发,对纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车以及动力电池、电机等关键零部件技术,作了综合评述,并展望了电动汽车技术未来发展前景.10.学位论文詹迅轻度混合动力汽车再生制动系统建模与仿真2005混合动力汽车（HEV）是一种结合了传统内燃机汽车优良的动力性、续驶里程和纯电动汽车低排放、高效率的新型汽车；是现在和不远的将来最具有可行性的低排放、低油耗特点的新一代清洁汽车。再生制动（能量回馈制动）对混合动力汽车的燃油经济性、排放性和行驶安全性都有直接影响，是混合动力汽车的关键技术之一，它能在车辆减速或制动过程中，在保证车辆制动性能的条件下，将车辆动能或位能通过带动电机发电，转化为电能储存在电池中，实现能量回收，同时产生车辆所需全部或部分制动力。既实现了车辆的减速和制动，又有效地降低了整车的燃油消耗和污染物排放。本文以ISG型轻度混合动力长安羚羊轿车为研究对象，对混合动力汽车再生