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低成本混合动力汽车关键技术研究
| 论文题名： | 低成本混合动力汽车关键技术研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;动力传动系统;车载储能;循环工况;最优转矩;逻辑门限值控制;燃油经济性 |
| 摘要： | 研究工作依托国际合作(GM)项目“Low-Cost Hybrid Electric PropulsionSystem”重点研究了混合动力汽车动力传动系统、车载储能系统等低成本化所涉及的相关关键技术问题。 首先,根据ECE循环工况的要求,完成了四种不同的混动架构方案,即4-WD、全混、BSG和增程式方案的动力系统部件选型及参数匹配,并开发了基于发动机最优转矩的逻辑门限值控制策略,通过AVL CRUISE和Matlab/Simulink联合仿真,完成了设计方案整车动力性和燃油经济性评估。综合考虑设计方案的燃油经济性、成本及可实现性,确定了4-WD混动方案为兼顾整车性能和制造成本的最优方案。 其次,为开发和测试复杂实时嵌入式系统,减少开发成本和周期以及增加安全性,针对混合动力总成控制器的开发采用了硬件在环仿真技术。研究的实时优化控制策略兼顾发动机和电机的效率,同时考虑SOC的维持平衡。基线模糊控制策略利用模糊逻辑来修正目标门限曲线,改进受到SOC值影响的发动机频繁起停状态。两种控制策略的对比试验结果认为,模糊逻辑控制有助于减少能量存储系统的净电荷改变,维持电池荷电状态;模糊逻辑控制器对SOC的变化更为敏感,发动机起停线可更广域地改变。 然后,针对车载储能系统,采用超级电容与电池混合的储能结构并研究了单一电池、混合直接并联、混合主动并联多种应用方式。虽然直接并联的效率最高,但是,在峰值电流和恒电流需求下,主动并联方案可以最大程度地减小电池的最大充放电电流。主动并联方法有效地解决了电池比功率低的问题,尤其是在制动能量回馈工况和急加速电机助力工况下。通过使用模糊逻辑PID控制器,直流变换器输出电流响应快,过程控制效果较好。 最后,为验证低成本方案设计,完成了原型车的设计与制造并进行了说明。 |
| 作者： | 张建龙 |
| 专业： | 动力工程与工程热物理 |
| 导师： | 邓康耀;殷承良 |
| 授予学位： | 博士后 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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