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混合动力电动城市客车驱动系统建模与仿真

作　者: 易兴初
导　师: 邓亚东
学　校: 武汉理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 混合动力城市客车驱动系统控制策略匹配优化 ADVISOR2002
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 4次
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内容摘要

混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)是改进的内燃机汽车技术与建立在信息技术基础上的纯电动汽车技术相结合的产物,具有纯电动汽车和传统内燃机汽车的综合优点,是相当长时间内缓解汽车工业能源短缺和环境污染问题的一个可行的过渡方案。城市交通拥挤,汽车时走时停,行车速度慢,尾气排放污染严重。城市公交车一般是在固定道路,固定时间运行,每日运行的总里程大多在300km左右。在这种情况下,传统的内燃机油耗高和排放污染大,而混合动力城市客车可以发挥其优势,降低油耗,改善排放。混合动力驱动系统较传统驱动系统增加了一些设备,增加了车辆的重量和体积,相对于轿车,这些变化对城市公交大客车的影响较小。所以,许多专家认为,混合动力技术将首先在城市公交客车上实现产业化。混合动力城市客车可采用串联或并联方案,分别有其优缺点。本文采用技术比较成熟的铅酸电池、交流感应电机、电控柴油发动机等组成一个混联布置的混合驱动系统。文中对驱动系统中所涉及的主要子系统,如电池、电机和发动机等进行了简要的介绍和分析建模:简要介绍了混合动力仿真软件——ADVISOR2002;较为详细地介绍了所选驱动系统控制策略的控制目标、控制模式以及确定控制策略时需要考虑的关键问题。文中也介绍了武汉理工大学混合动力课题研究组开发的混合动力仿真软件BondHEV1.0。本文的主要工作是提出了一种混联式混合动力城市客车驱动系统的机电偶合方案,分析了该系统的各种工作模式和动力及能量流,针对汽车的某一运行工况,以维持电池SOC平衡为主要目标,设计了该驱动系统的控制策略,基于ADVISOR2002,建立该驱动系统的仿真模型并进行系统仿真。仿真结果表明,本文所提出的控制策略和仿真模型能满足该混合动力城市客车驱动系统的设计要求。

全文目录

第1章绪论  7-15
  1.1 课题研究目的和意义  7-14
    1.1.1 电动汽车发展历史  7
    1.1.2 课题研究目的和意义  7-8
    1.1.3 国内外发展现状及趋势  8-14
  1.2 本文研究的主要内容  14-15
第2章混合动力车辆驱动方式及控制策略  15-24
  2.1 混合动力车辆驱动方式分类  15-21
    2.1.1 串联式混合动力驱动系统  15-18
    2.1.2 并联式混合动力驱动系统  18-20
    2.1.3 混联式混合动力驱动系统  20-21
  2.2 混合动力电动汽车控制策略  21-23
    2.2.1 串联式混合动力电动汽车控制策略  21-22
    2.2.2 并联式混合动力电动汽车控制策略  22
    2.2.3 混联式混合动力电动汽车控制策略  22-23
  2.3 小结  23-24
第3章混合动力电动城市客车(HEB)驱动系统设计  24-47
  3.1 驱动系统总体方案  24-34
    3.1.1 主要城市工况介绍  25-29
    3.1.2 驱动系统结构及主要部件  29-30
    3.1.3 驱动系统基本控制策略  30-34
  3.2 驱动系统数学模型及仿真模型  34-46
    3.2.1 仿真建模方法及理论  34-35
    3.2.2 柴油发动机模型  35-36
    3.2.3 电机模型  36-38
    3.2.4 电池模型  38-40
    3.2.5 变速器模型  40-42
    3.2.6 动力耦合器——行星齿轮模型  42-45
    3.2.7 HEB整车模型  45-46
  3.3 小结  46-47
第4章混合动力电动城市客车(HEB)驱动系统性能仿真  47-58
  4.1 ADVISOR2002仿真原理与二次开发  47-54
    4.1.1 ADVISOR2002软件介绍  47-51
    4.1.2 ADVISOR2002仿真原理  51
    4.1.3 ADVISOR2002二次开发  51-54
  4.2 基于ADVISOR2002的驱动系统仿真模型  54-55
  4.3 仿真结果及分析  55-56
  4.4 键合图理论及BondHEV1.0仿真软件  56-57
  4.5 小结  57-58
第5章混合动力电动城市客车(HEB)驱动系统优化及匹配  58-69
  5.1 混合动力电动汽车的优化  58-64
    5.1.1 优化算法  58-60
    5.1.2 混合动力电动汽车优化问题  60-61
      5.1.2.1 HEV传动系统的优化  60-61
      5.1.2.2 HEV控制策略的优化  61
    5.1.3 ADVISOR2002优化方法  61-64
  5.2 混合动力电动汽车优化结果及分析  64-66
  5.3 混合动力电动汽车的匹配  66-68
    5.3.1 结构形式对匹配性的影响  67
    5.3.2 控制策略对匹配性的影响  67
    5.3.3 优化算法对匹配性的影响  67-68
  5.4 小结  68-69
第6章结论与展望  69-71
  6.1 工作总结  69
  6.2 工作展望  69-71
参考文献  71-74
致谢  74

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