混合动力汽车电驱动控制系统研究

上海交通大学博士后学位论文混合动力汽车电驱动控制系统研究姓名：陈晓丽申请学位级别：博士后专业：车辆工程指导教师：殷承良20080501混合动力汽车电驱动控制系统研究作者：陈晓丽学位授予单位：上海交通大学相似文献(10条)1.学位论文覃明园油电混合动力汽车制动能量回收技术研究2007混合动力电动汽车是将新技术和老技术结合的最可行的产物，它同时具有纯电动汽车和传统内燃机汽车的优点，既具有纯电动汽车的高效率和低排放的性能，还具有传统内燃机汽车的行驶里程长和快速补充燃料的性能。混合电动汽车成为当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。油电混合动力汽车采用内燃机和电动机作为动力源，已经成为国际公认的解决环境污染和能源短缺的有效方法。在所有混合动力汽车节油技术中，制动量回收技术是非常行之有效的方法之一。它能有效地提高燃油的利用率，从而提高混合动力汽车经济性。本文就是针对油电混合动力汽车制动能量回收技术进行的研究。首先对现有的混合动力电动汽车的能量再生制动系统控制策略进行探讨，其次对带有制动能量回收系统汽车制动过程和制动距离进行了分析。然后在传统汽车液压制动的基础上提出应用于混合动力汽车的制动能量回收系统。本文回收控制系统以ATMEGA16单片机为控制核心，对混合动力电动汽车再生制动系统的控制算法研究；用AVRATMEGA16单片机对制动回收系统的车速、制动踏板、加速踏板、电池电量等输入信号的采集和分析；并在电池剩余电量测量中运用单总线技术。经过实验和标定，文中提出的以ATMEGA16单片机为控制中心的信号采集基本正确。2.学位论文龚慧军混合动力汽车电机控制和动力系统参数匹配研究2009本文选题源于实际科研项目“混合动力电动汽车研究开发”，这是由湖南大学承担的国家科技部“985”课题，由湖南大学、湖南江麓容大车辆传动有限公司和长丰汽车有限公司合作开发一款基于无级变速器(ContinuousVariableTransmission，简称CVT)的混联式混合动力电动汽车。而要深入研究混合动力电动汽车不仅要有扎实的汽车专业技术功底，而且要有很好的电子电气专业技术基础。本文将立足科研项目实际情况结合这两方面探讨HEV电机控制技术和动力系统参数匹配技术。首先，在详细介绍目前应用于HEV的各类电机性能以及发展前景的基础上，结合应用于项目试验样车的各类电机深入探讨其控制策略。接着，在本项目已有动力系统的基础上探讨中度HEV动力系统参数匹配方法，从燃油经济性，排放及整车成本出发重新对现有动力系统参数进行匹配。然后，提出了一种基于SPWM控制交流三相感应电机的全新采样法，并组建控制电路进行试验验证。最后，在系统研究混合动力汽车电机控制技术和动力系统元件参数对整车性能影响的基础上，基于ADVISOR建立动力学模型进行仿真，为下一步研究工作的整车方案设计和控制软件设计提供理论依据。HEV不仅具有纯电动汽车高效率、低排放的优点，而且具有传统内燃机汽车行驶里程长、燃料补充迅捷的优点，技术成熟度相对也较高。因此，HEV已成为当前解决节能、环保问题最为切实可行的方案。随着国家政策的支持力度逐步加大和落实，预计混合动力汽车技术将会在未来的时间里先于其他电动汽车得到迅速发展。3.学位论文王凤麒并联式混合动力汽车动力传动系的研究2005混合动力电动汽车是传统内燃机车辆与电动车辆产生的混血儿，它继承了电动汽车排放低的优点，又发扬了石油燃料高的比能量和比功率的长处，显著改善了传统内燃机汽车的排放和燃油经济性，增加了电动汽车的续驶里程，在由内燃机汽车向电动汽车的转变过程中扮演着承上启下的角色。本文详细地介绍了汽车仿真软件ADVISOR中的主要动力元件的建模方式，并给出了发动机、铅酸电池以及电动机等在matlab/simulink中的仿真模型，介绍了汽车整车模块、燃油转换器、变速器、离合器、后驱、轮/轴、电机/控制器、功率总线以及能量存储系统等部件在ADVISOR中的建模实现。在此基础上，通过分析四轮驱动越野汽车的驱动、制动时的受力特点，开发得到了并联式混合动力轻型越野汽车的仿真模型，并成功地导入到ADVISOR的用户操作界面(GUI)中。仿真结果证明了本文建模的正确性，符合最初的设计要求。4.学位论文王少云串联式混合动力公交车控制策略及动力总成参数匹配研究2009当前全球都面临着能源危机和大气污染两大难题，这些问题也促使我们不得不考虑未来汽车的发展道路。若进一步使用内燃机技术发展汽车工业将会给能源安全和环境保护造成巨大的压力。如何提高汽车性能来降低能耗和排放是当今汽车技术研究的重要内容。因此世界各国目前正在研发电动汽车以减少能源消耗，降低污染物的排放。混合动力汽车既具有纯电动汽车的高效和低排放性的性能，还具有传统内燃机汽车的行驶里程长和快速补充燃料的性能，混合动力汽车的研究和开发成为当前研究的一个热点。然而由于混合动力汽车可以考虑的方案繁多，逐一开发试验势必造成资金和时间的浪费，因此有必要采用计算机仿真技术对混合动力汽车进行研究。城市循环工况对混合动力城市公交车的排放和燃油经济性影响很大。同时，混合动力汽车的动力总成结构选型、参数匹配、控制策略和控制算法也必须以汽车的循环工况为基础。因此本文对国内外车辆行驶工况的评价标准做了介绍，然后对中国典型城市工况进行了研究。基于混合动力汽车的选型、城市循环工况的分析，进行了混合动力总成部件参数的匹配研究。建立了动力系统主要部件的模型，为后续的仿真做好了准备。然后对整车进行了性能仿真分析。仿真结果表明，所确定的部件参数能够满足项目开发目标。对串联式混合动力公交车的“恒温器”控制策略和“功率跟随”控制策略进行了分析比较。然后介绍了一种新的控制模式，即恒SOC控制目标的模糊逻辑控制策略，仿真结果表明该模式达到了预定的目标。最后对参数做了初步的研究，为今后串联式混合动力大客车动力系统的优化设计提供了理论指导。5.期刊论文张卫青.ZHANGWei-qing混合动力汽车的发展现状及其关键技术-重庆工学院学报2006,20(5)混合动力汽车作为纯电动汽车替换内燃机汽车的重要过渡产品,不仅在节油环保上的优势明显,而且其动力性和行驶里程也能和现在的内燃机汽车媲美,因而成为当今各大汽车公司研究开发的热点.阐述了目前混合动力汽车应用的基本型式及其特点,以及近几年国内外各大汽车公司在混合动力汽车方面的研究状况和成果,并提出了混合动力汽车迫切需要解决的一些关键技术.6.学位论文王刚燃料电池电动汽车动力系统匹配及仿真研究2008伴随着世界环境污染和能源危机问题的日益凸显，内燃机汽车在经过百年发展后，虽然在安全、节能、环保、舒适和价廉等方面取得了重大的进展，但其不得不面临石油资源日益枯竭的现状。据调查，汽车每年消耗的石油约为90亿桶，科学家预言已探明的石油资源将在下个世纪初用完。面临可持续发展，大气环保和地球温室效应的挑战，以及噪声方面的限制。低排放、无污染的清洁汽车倍受各汽车生产大国的关注。纯电动、混合动力汽车应运而生。燃料电池汽车以其接近零排放、能量转化效率相对较高、噪声小的等特点，成为了各大汽车公司研究的热点之一。本文首先介绍燃料电池汽车的结构及分类。分析各类型的优缺点后，选定燃料电池与蓄电池组成的混合动力汽车(FC+B)为研究对象。FC+B型燃料电池汽车可以解决燃料电池系统的动态相应慢，启动、急加速和爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求的问题。在行驶过程中，蓄电池可以长时间提供足够的辅助能量，特别在汽车制动能量回收的过程中，回收回馈功率，进而延长系统使用时间，提高汽车动力系统的效率。本文在对燃料电池混合动力汽车驱动系统中的主要部件分别进行比较后，确定了燃料电池、动力电池、电机的类型。针对燃料电池混合动力汽车车用动力源的特性要求进行了质子交换膜燃料电池、驱动电机的试验研究。试验结果表明，所选用的部件完全满足车辆动力性能的要求。同时，为减少氢气消耗量，采用基于整车需求功率和蓄电池SOC为控制参数的模糊控制策略。采用后向仿真方法在Matlab/Simulink软件平台上建立整车仿真模型，制定了燃料电池-蓄电池组成的能量源系统的控制策略，以某国产经济型两厢轿车为原型，利用ADVISOR2002仿真软件对燃料电池-蓄电池混合动力汽车进行动力系统的仿真分析与参数匹配。并设定特定的工况进行仿真研究。仿真结果表明：在特定的仿真工况下，采用模糊控制策略的燃料电池混合动力汽车的动力性能完全满足起初设定的动力要求，与近几年国外知名厂家研发的燃料电池汽车比较，动力性能相近，整车燃料效率得到提高。7.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制动系统做了深入的理论分析研究、系统功能仿真和试验模拟，取得了如下成果：1．基于混合动力汽车制动过程的动力学分析，参照传统燃油汽车制动过程中的制动力分配方法，提出了两种基于整车安全制动和高效能量回收的混合动力汽车制动力分配策略和控制方法。2．通过对ISG型轻度混合动力汽车再生制动系统组成和工作特点的分析，提出了基于能量传递的以后向仿真为主前向仿真为辅的再生制动系统建模方法，并在子系统理论建模和数值建模基础上，建立了混合动力汽车整车和再生制动系统仿真模型。3．根据混合动力汽车再生制动系统的工作特点，提出了专门用于评价混合动力汽车能量回收效果的性能指标－有效能量回收率。并选择不同车速和制动强度下的典型制动工况和城市驱动工况作为仿真工况。4．通过不同典型制动工况和城市驱动循环下的仿真和汽车制动效能及能量回收率的分析，表明采用本文提出的定比例制动力分配控制策略在保证整车制动安全性的基础上能高效回收整车制动能量，有效能量回收率达到了10％～25％。5．根据ISG型混合动力实验台和混合动力汽再生制动系统模型，在dSPACE环境下通过MATLAB/Simulink/RTW、dSPACE/RTI、ControlDesk软件及被控实物之间的无缝连接，搭建了再生制动系统硬件在环仿真平台。6．在所搭建的混合动力再生制动硬件在环仿真试验平台上，进行了不同车速、制动强度和变速箱档位以及离合器状态下的仿真试验。仿真结果表明，采用本文提出的制动力分配控制策略实现了混合动力系统实验台的再生制动功能，在保证制动安全性的基础上实现了制动能量的有效回收。7．根据不同工况条件下的对比仿真试验，分析了车速、制动强度、档位和双离合器状态对再生制动能量回收率的影响，为混合动力再生制动系统的完善和优化奠定了基础。8.学位论文谭强俊CVT混合动力汽车再生制动系统性能仿真与试验研究2006混合动力汽车（HEV）是一种既具有传统内燃机汽车优良的动力性又有纯电动汽车低排放、高效率的新型汽车，是当前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，是混合动力汽车的重要工作模式，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。金属带式无级自动变速器（CVT）是具有自动连续改变速比的特性的新型变速器，当车辆处于驱动工况时，调节速比使发动机按最佳燃油经济性曲线或最佳动力性曲线工作，可以显著提高汽车的燃油经济性，改善汽车的动力性和乘坐