混合动力汽车多目标综合性能评价仿真平台研究

发布时间：2017-10-16 01:44

  本文关键词：混合动力汽车多目标综合性能评价仿真平台研究

  更多相关文章： 混合动力汽车 燃油经济性 排放性 驾驶性能 综合仿真平台

【摘要】：混合动力汽车一般是指油电混合的新型汽车产物,由辅助动力装置、电动机和能量储存装置等组成。混合动力汽车具有合理的系统结构和控制优化算法来优化各个部件的运行效率,并能够实现制动能量回馈,所以混合动力汽车能够降低油耗和改善排放,是目前最具开发研究意义的新能源汽车。目前的能量管理控制策略研究很多都侧重于改善燃油经济性,而对于车辆其它性能指标如排放性、驾驶性等,尽管对能量管理影响不小,却几乎很少关注。为了更全面更准确的评价能量管理,必须基于一个全面准确的整车模型来考虑这些性能的影响,因此建立整车综合性能评价仿真平台对此有重要的研究意义。本文以某并联混合动力汽车为研究对象,基于MATLAB软件建立能够实现整车综合性能评价仿真研究平台,主要的研究工作如下:(1)建立瞬态燃油经济性评价模型。基于传统的发动机均值模型,结合能量守恒定律和热力学第一定律,建立包括由冷却液动力学模型和修正因子模型构成的发动机热力学模型;由于混合动力汽车模式切换过程或者突然加速过程可能引起发动机节气门开度变化率较大的情况,这将使发动机动态油耗增加,因此建立节气门动态协调控制策略,并以综合油耗为评价指标构建瞬态燃油经济性评价模型。(2)建立瞬态排放性评价模型。主要分析冷启动过程的燃油分布和燃油传递以及HC、CO产生的机理,建立冷启动排放模型;并利用传热学原理和集总热电容传递函数法分析TWC(Three Way Catalyst)温度的变化过程,建立了包括温度模型、储氧模型和排放转换效率模型在内的TWC动力学模型,构成排放后处理系统模型,并联立发动机冷起动排放模型,构建适合于在线实时能量管理控制的排气管排放瞬态动力学模型。(3)对发动机启动过程、AMT换挡过程和转矩动态协调过程进行动力学过程分析和制定相应的控制策略,以冲击度、纵向加速度波动量和发动机转速波动量为评价指标建立驾驶性能评价模型。(4)建立多目标综合性评价仿真平台,对车辆的综合性能进行仿真评价。根据前述的燃油经济性模型和排放模型对其在NEDC循环工况进行仿真分析,得到瞬态燃油消耗率和HC、CO和NOX的瞬态排放率;并综合节气门动态协调和转矩动态协调控制策略得到燃油消耗特性曲线和发动机工作点分布图;对发动机启动过程和AMT换挡过程进行仿真分析,得到相关参数的变化曲线图,验证所建立的综合性能评价仿真平台的准确性。
【关键词】：混合动力汽车 燃油经济性 排放性 驾驶性能 综合仿真平台
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 本文的研究背景与选题意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 选题意义10-11
• 1.2 燃油经济性建模研究现状11-12
• 1.3 排放性建模研究现状12-14
• 1.4 驾驶性能建模研究现状14-15
• 1.5 课题来源和主要研究内容15-16
• 1.5.1 课题来源15-16
• 1.5.2 主要研究内容16
• 1.6 技术路线16-18
• 第二章 瞬态燃油经济性评价建模18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 传统发动机均值模型18-24
• 2.2.1 进气歧管模型18-20
• 2.2.2 燃油蒸发与油膜补偿模型20-23
• 2.2.3 动力输出模型23-24
• 2.3 发动机热力学建模24-31
• 2.3.1 热力学定律和能量守恒定律24-26
• 2.3.2 发动机冷却系统建模26-29
• 2.3.3 发动机温度模型29-30
• 2.3.4 发动机冷却液修正因子建模30-31
• 2.4 混合动力汽车节气门动态协调31-34
• 2.4.1 节气门动态协调控制原理32
• 2.4.2 电机转矩补偿控制32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 排气管瞬态排放动力学建模35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 发动机冷起动排放模型35-40
• 3.2.1 缸内燃油分布和燃油传递36-38
• 3.2.2 碳氢排放模型38-39
• 3.2.3 一氧化碳排放模型39-40
• 3.3 TWC三元催化器动力学建模40-44
• 3.3.1 TWC温度模型40-43
• 3.3.2 TWC储氧模型43
• 3.3.3 排放转换效率模型43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 中低频纵向响应驾驶性能评价建模45-62
• 4.1 引言45
• 4.2 发动机启动过程分析45-48
• 4.2.1 发动机启动动力学分析45-47
• 4.2.2 发动机启动控制策略47-48
• 4.3 自动变速器换挡过程分析48-54
• 4.3.1 换挡过程的动力学分析49-53
• 4.3.2 发动机电子节气门与电机联合调速的换挡平顺性控制策略53-54
• 4.4 动态协调控制过程54-60
• 4.4.1 离合器结合过程的控制54-59
• 4.4.2 转矩动态协调控制过程59-60
• 4.5 中低频纵向响应的驾驶性能评价指标的确定60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 多目标综合性能评价仿真平台建模及仿真分析62-78
• 5.1 引言62
• 5.2 整车综合仿真平台的建立62-63
• 5.3 综合性能循环工况仿真分析63-77
• 5.3.1 瞬态燃油经济性仿真分析63-68
• 5.3.2 瞬态排放性能仿真分析68-74
• 5.3.3 驾驶性能仿真分析74-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 全文结论与后续展望78-80
• 6.1 主要结论78-79
• 6.2 后续展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85
• 攻读学位期间取得的科研成果85

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本文编号：1039944