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《吉林大学》 2011年
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双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究

王加雪  
【摘要】:结合“十一五”国家“863”计划重大项目(2008AA11A140)“一汽解放牌混合动力客车新型整车技术开发”和吉林省、一汽集团、吉林大学联合行动项目“一汽第二代混合动力客车关键技术预研”,本文研究了一种双电机与变速器集成一体设计的深混混合动力系统。针对目前国内外混合动力汽车开发,特别是国内混合动力汽车开发存在的问题,主要是参数匹配的问题,混合动力系统AMT自身固有的问题,混合动力系统多动力源的控制问题,本文提出了新的参数匹配与控制方法,以提高混合动力系统的实际运行效率,完善混合动力系统参数优化匹配理论与控制方法。全文包括五个方面的研究内容。 首先,本文建立了基于AVL/CRUISE与MATLAB/SIMULINK联合仿真的混合动力汽车正向仿真开发平台,研究了混合动力汽车正向仿真模型的模型精度校验方法,建立了混合动力汽车仿真开发数据库,为混合动力汽车的理论研究、仿真分析、构型分析、参数匹配、节能专项分析和控制策略开发奠定了坚实的基础。 其次,针对一般功率匹配方法存在的问题,即,只确定了动力源的功率,没有考虑动力源高效区位置,更没有考虑动力源高效区与循环工况功率需求的匹配,导致匹配的动力系统动力源实际运行效率较低。本文研究了一种功率匹配与效率匹配相结合的混合动力系统参数匹配方法,以功率匹配作为动力性约束条件,以效率匹配作为动力系统循环工况高效运行的经济性匹配目标,研究了发动机、电机高效区确定依据与表征方法,提出了混合动力汽车专用发动机,专用电机的设计依据和技术要求。使混合动力系统动力源高效区确定的转矩、转速范围在变速系统的作用下最大范围覆盖行驶工况的功率需求,保证混合动力系统动力源的高效运行,提高混合动力系统的节能潜力。 第三,针对传统AMT自身存在的不能解决的问题,即,需要借助离合器的滑摩控制才能完成车辆起步的问题和在换档过程中动力中断和转矩突变的问题,研究了自动变速技术与混合动力技术协同化的综合协调控制方法。通过在AMT自动变速技术中融入混合动力控制技术,解决AMT的起步问题和AMT换档过程的动力中断和转矩突变问题,使双电机混合动力系统的有级变速器具有无级变速器的转矩输出特性,实现双电机混合动力系统的理想驱动特性,提高混合动力系统的综合性能。 第四,根据双电机混合动力系统的多动力源特点,针对目前混合动力系统控制存在的问题,即,智能控制策略难于用于实车,实车采用的逻辑门限控制策略不能兼顾动力性与经济性,导致混合动力汽车对不同工况和不同驾驶员驾驶习惯的适应能力较差,依据自适应控制理论与滑模变结构控制理论,开发了双电机混合动力系统多动力源的自适应滑模变结构控制方法,研究了混合动力系统控制系统的逻辑结构,将动力系统分为起步控制、低速电动驱动控制、中高速发动机驱动控制、低速联合驱动控制、中高速联合驱动控制和再生制动控制,协调控制三动力源在实际驱动中的功率输出,发挥三动力源的高效区,提高双电机混合动力系统的自适应能力,实现双电机混合动力系统的节能目标。 最后,根据论文研究需要,结合“863”项目、“联合行动”项目的进度要求,开发了双电机混合动力系统试验台架,并以此台架为基础开发了双电机混合动力系统原型车,通过台架和原型车的调试、试验,验证了本文研究的参数匹配方法,自动变速技术与混合动力技术综合协调控制方法和三动力源的能量管理与协调控制方法。仿真和试验表明,双电机混合动力汽车在整车动力性和经济性两方面都得到了很大的提高。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U464

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘吉顺;面向产品工程化的混合动力客车控制系统研究[D];吉林大学;2013年
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 王泽众;基于遗传算法的混合动力城市公交客车控制参数匹配研究[D];吉林大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 曹明柱;冯能莲;夏传超;何彩青;吴加伟;;电动汽车的建模与仿真[J];安徽农业大学学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;;汽车转向轮主销内倾角设计计算[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
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9 刘相;;汽车车速的计算及优化[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周芳;蒸汽发生器检修机械手路径规划及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 杨新桦;金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李从心,张欣,张良,卢美秀;PHEV动力总成控制器硬件在环仿真系统的研究[J];北方交通大学学报;2004年01期
2 黄贤广;何洪文;;混合动力车辆动力系统建模与仿真[J];车辆与动力技术;2008年02期
3 姬芬竹;高峰;吴志新;;电动汽车传动系参数设计及动力性仿真[J];北京航空航天大学学报;2006年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹燕莉;超轻度混合动力汽车优化匹配与仿真研究[D];重庆大学;2011年
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5 童毅;并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究[D];清华大学;2004年
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10 肖清;液压挖掘机混合动力系统的控制策略与参数匹配研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张汉允;永磁同步电机设计与特性分析[D];河南理工大学;2010年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王浩;并联混合动力客车驱动模式切换扭矩协调控制算法研究[D];吉林大学;2013年
2 白东明;基于工况识别的CNG混合动力公交车控制策略优化研究[D];吉林大学;2014年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 孙东明,项昌乐;面向对象建模在车辆动力传动系统中的应用[J];车辆与动力技术;2003年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 童毅;并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究[D];清华大学;2004年
2 刘明辉;混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究[D];吉林大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 信继欣;清洁汽车的发展与东风公司的发展战略研究[D];武汉理工大学;2002年
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5 谭强俊;CVT混合动力汽车再生制动系统性能仿真与试验研究[D];重庆大学;2006年
6 张跃宝;两轮不稳定小车的建模与变结构控制研究[D];西安电子科技大学;2007年
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3 Alain LIU;;技术性奢侈品 Lexus LS 600h L[J];世界汽车;2006年06期
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1 林木;唐云;;含熟练度参数的开关服务系统[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
2 肖清;王庆丰;林添良;胡宝赞;龚文;;混合动力系统在液压挖掘机上的应用研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
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4 马鸿军;袁洪川;;插电式混合动力微型汽车的研发[A];创新发展——河南省第五届学术年会论文选集[C];2009年
5 张兴业;;世界汽车工业新的技术革命[A];山东汽车工程学会第九次学术年会优秀论文集[C];2007年
6 ;我国汽车节油技术研发取得重大进展[A];节能减排论坛——福建省科协第八届学术年会卫星会议论文专刊[C];2008年
7 张杰林;贾要勤;赵剑;李哲;王兆安;;Z源逆变器在42V混合动力汽车系统ISG驱动中的应用研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
8 杨永春;;混合动力汽车发展研究[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年
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10 ;汽车的燃料效率[A];日本机械学会技术路线图[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 黄瀚;宝马助阵通用、戴-克混合动力联盟挑战丰田[N];第一财经日报;2005年
2 南辰;国内为何难搞“技术联合”[N];中华工商时报;2006年
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4 叶佳;日本工程机械车辆开始引进混合动力系统[N];中国工业报;2009年
5 朱宇;2010年奇瑞半数汽车实现混合动力[N];中国证券报;2007年
6 卫金桥;比亚迪国内首创混合动力双模车 明年量产上市[N];第一财经日报;2007年
7 李淑英;全球领先混合动力福田欧V客车投入运营[N];中国消费者报;2008年
8 董小荣;汽车跨国公司致力于混合动力战略[N];中国经济时报;2007年
9 本报记者 陈晓鹏;法兰克福预言混合动力风暴[N];财经时报;2005年
10 本报记者 吴凡;伊顿试水混合动力商业化[N];机电商报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 王加雪;双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究[D];吉林大学;2011年
4 徐立;应用超级电容的工程机械混合动力系统仿真研究[D];武汉理工大学;2008年
5 陈启梅;MCFC-GT混合动力系统非线性特征及其协调控制研究[D];上海交通大学;2007年
6 王冬云;混合动力挖掘机动力总成及参数匹配方法研究[D];浙江大学;2009年
7 王金龙;车用质子交换膜燃料电池及其混合动力系统性能研究[D];吉林大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵世科;串联式混合动力电动汽车经济性研究[D];武汉理工大学;2005年
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3 张峰;6600型客车混合动力系统造型及匹配性研究[D];武汉理工大学;2011年
4 王帅宇;一种典型混合动力系统控制策略分析[D];清华大学;2009年
5 强维博;叉车混合动力系统设计及控制策略研究[D];中南大学;2013年
6 常晓清;应用超级电容的轮胎式集装箱起重机节能特性研究[D];同济大学;2007年
7 杨华;SH750混合动力轿车整车控制策略研究[D];上海交通大学;2007年
8 周思亮;混合动力技术在轮胎式起重机上的应用研究[D];武汉理工大学;2009年
9 赵继;装载机基于蓄电池蓄能器的混合动力系统研究[D];太原科技大学;2013年
10 张正飞;装载机并联式混合动力系统控制策略研究[D];吉林大学;2013年
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