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太阳能辅助动力汽车驱动系统设计及控制策略研究

作　者: 吕翔
导　师: 赵广耀
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 太阳能混合动力控制策略模糊控制仿真
分类号: U469.721
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 73次
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内容摘要

混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,简称HEV)经过一段时间的发展,技术相对成熟,并且有成品车已经投入了市场,混合动力汽车是当前解决能源短缺和环境污染问题切实可行的方案之一。太阳能电动汽车发展时间较短,而且就目前技术条件还不具备大批量上市。如果能够结合太阳能电动汽车和混合动力电动汽车的特点,设计一款太阳能辅助动力汽车,进一步减少发动机的能量输出,从而降低车辆排放,对于解决目前日益严重的环境污染问题有着重要的意义。本文介绍了HEV的三种基本结构：串联式(SHEV)、并联式(PHEV)和混联式(PSHEV),并对三种驱动类型的结构形式和工作模式进行了较全面阐述。在分析比较了三种驱动系统基本结构优缺点的基础上,结合太阳能辅助动力汽车的工作模式、工作特点,提出了太阳能辅助动力汽车驱动系统的结构,即采用较典型的混联式驱动系统结构,并采用了CVT无级变速器。本文提出了太阳能辅助动力汽车驱动系统的能量管理策略,由于太阳能电池的输出、蓄电池的自放电及负载(电机)特性均为不定量,难以建立精确的数学模型。模糊控制策略是基于规则的即时控制策略,它不依赖于系统精确地数学模型,大大增加了控制的自由度,有很强的鲁棒性,适合作为太阳能辅助动力汽车的整车控制策略,本文提出变模糊结构的控制策略。简要介绍了HEV仿真软件Advisor2002,并以该软件作为本文进行模糊控制策略研究的仿真分析平台。在MATLAB软件环境下,采用m文件编程,对驱动系统进行建模,应用模糊逻辑工具箱对模糊控制器进行设计。最后在Advisor2002界面下,对整车进行仿真试验,分析太阳能辅助动力汽车的整车动力性能以及车辆排放。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 引言  10
  1.2 混合动力电动汽车和太阳能电动汽车介绍  10-14
    1.2.1 混合动力电动汽车汽车  10-12
    1.2.2 太阳能电动汽车  12-14
  1.3 太阳能辅助动力汽车  14-16
    1.3.1 太阳能辅助动力汽车简述  14-15
    1.3.2 混合动力系统与CVT融合的技术优势  15-16
  1.4 本论文的主要研究内容  16-18
第2章太阳能辅助动力汽车驱动系统设计  18-32
  2.1 混合动力电动汽车驱动系统结构分析  18-21
    2.1.1 串联式、并联式以及混联式驱动结构及工作原理分析  18-20
    2.1.2 串联式、并联式与混联式驱动系性能特点分析  20-21
  2.2 太阳能辅助动力驱动系统分析  21-30
    2.2.1 太阳能辅助动力汽车工作原理分析  21-23
    2.2.2 太阳能辅助动力汽车驱动系统设计  23-25
    2.2.3 动力耦合器分析  25-28
    2.2.4 太阳能辅助动力汽车动力耦合器设计  28-29
    2.2.5 CVT无级变速机构分析  29-30
  2.3 本章小结  30-32
第3章太阳能辅助动力汽车驱动系统参数设计  32-52
  3.1 太阳能辅助动力汽车驱动系统参数设计  32-40
    3.1.1 整车参数设计  32-34
    3.1.2 发动机参数设计  34-35
    3.1.3 电动机参数设计  35-37
    3.1.4 蓄电池容量计算  37-38
    3.1.5 太阳能电池参数计算  38-39
    3.1.6 传动系传动比选择  39
    3.1.7 太阳能电池和电机、蓄电池匹配计算  39-40
  3.2 车辆驱动系统部件模型建立  40-51
    3.2.1 整车模型  40-42
    3.2.2 太阳能电池模型  42-44
    3.2.3 发动机模型  44-45
    3.2.4 电动机模型  45-46
    3.2.5 蓄电池模型  46-49
    3.2.6 CVT模型  49-51
  3.3 本章小结  51-52
第4章太阳能辅助动力汽车控制策略分析  52-72
  4.1 混联式电驱动汽车常用控制策略分析  52-55
  4.2 太阳能电池峰值功率跟踪分析  55-58
    4.2.1 跟踪原理  55-57
    4.2.2 跟踪算法  57-58
  4.3 太阳能辅助动力汽车变结构模糊控制策略研究  58-68
    4.3.1 太阳能辅助动力的运行工况  58-59
    4.3.2 变结构模糊控制系统  59-68
  4.4 混合控制策略研究  68-70
  4.5 本章小结  70-72
第5章系统建模仿真  72-86
  5.1 ADVISOR汽车仿真软件介绍  72-75
    5.1.1 ADVISOR仿真方法  73-75
    5.1.2 ADVISOR汽车混合仿真示例  75
  5.2 太阳能辅助动力汽车采用变结构模糊控制策略在ADVISOR界面下的仿真  75-84
    5.2.1 变结构模糊控制策略在SIMULINK下的建模  76
    5.2.2 建立太阳能辅助动力汽车在ADVISOR下的仿真界面  76-78
    5.2.3 整车仿真分析  78-84
  5.3 本章小结  84-86
第6章总结  86-88
参考文献  88-92
致谢  92

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