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野马混合动力电动汽车能量控制策略的研究与仿真
| 论文题名： | 野马混合动力电动汽车能量控制策略的研究与仿真 |
| 关键词： | 混合动力;电动汽车;能量控制;数学模型;模糊逻辑控制;仿真 |
| 摘要： | 由于环境和能源紧缺的问题，汽车工业在21世纪面临了巨大的挑战。集成了传统汽车动力系统和纯电动汽车动力系统的混合动力电动汽车(HEV)可以在保留传统汽车长航程和高驱动性优点的条件下满足高效和环保的要求，因此在短期和中期内，HEV将成为传统汽车最具潜力的替代者。为了达到HEV的设计目标，无论其结构有何差异，对能量控制策略的研究始终是HEV设计最重要的部分，同时也是HEV原型制作的基础。 本文首先介绍了当前HEV的发展状况。通过分析比较三种基本的HEV结构形式(串联式混合动力电动汽车，SHEV；并联式混合动力电动汽车，PHEV；混联式混合动力电动汽车，PSHEV)，再结合整车设计要求和实际条件，确立了四种可行的野马HEV结构方案；为了能进一步对能量控制策略进行研究，选择其中一种野马PHEV结构方案注重讨论。在这种结构条件下，首先选择了野马PHEV的主要部件，并分析了这些部件的特性。由于发动机数学模型是设计野马PHEV能量控制策略最基础的理论依据，因此单独对发动机进行了研究，利用公式拟合法建立了较为准确的发动机数学模型。 野马PHEV的能量控制是一种双层结构的模式，驱动能控制和再生制动能控制属于上层，而各部件自身的控制系统属于下层。上层控制系统协调管理各部件的运行状态，最终达到整车设计目标。由于部件控制系统在传统内燃机汽车和电动汽车上都有了较完善的发展，因此上层控制策略的设计成为野马PHEV能量控制策略设计的主要工作。本文注重于其中的驱动能控制策略研究，这部分也是野马PHEV能量控制策略研究中最具创新性的部分。为了解决油耗与排放相互矛盾的问题，本文提出了一种环保和高能效的野马HEV驱动能模糊逻辑控制策略。这种策略通过对油耗和各排放参数动态地分配权重值确定出发动机的最佳转矩，然后再根据模糊逻辑控制原理，以电池的荷电状态(SOC)值、汽车驱动需求的输出转矩和电动机转速为模糊输入确定出发动机的实际输出转矩，最终实现驱动能的合理分配。而野马HEV再生制动能控制策略是以汽车仿真软件ADVISOR再生制动能控制理论为基础建立的。这种控制策略可以尽可能地回收制动能量，并具有一定的针对性。 最后在Simulink软件中对设计的野马HEV能量控制策略建模，并将建立的控制策略模型嵌入ADVISOR中进行仿真试验。仿真结果证明了设计的野马PHEV能量控制策略相比于只注重油耗优化的基础的电力辅助控制策略在整车运行经济性和环保性方面更具综合优势。 |
| 作者： | 陈健 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 李彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 四川大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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