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《上海交通大学》 2009年
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混联式混合动力客车能量优化管理策略研究

熊伟威  
【摘要】: 作为一种新型的城市公共交通工具,混合动力客车由于具备良好的燃油经济性和排放性日益受到各方的关注。串联混合动力系统适合低速工况,并联混合动力系统则具备较好的高速运行性能,混联式混合动力客车综合了两者的优势,因此它适合复杂多变的运行工况,如城市公交工况。在目前国内公交客车多采用手动变速箱和不掌握重型自动变速箱技术的前提下,本文设计了一种采用手动变速箱作为串-并联结构切换装置的变速箱后耦混联式混合动力系统,该手动变速箱和自动变速箱具有可替换性。 目前该混联式混合动力系统被成功应用于SWB6116HEV混合动力客车。以SWB6116HEV混合动力客车为研究对象,本文在动力系统结构和尺寸参数设计、能量管理策略设计和优化、以及车辆性能验证等方面展开了研究。 数字仿真技术是评估车辆性能、分析车辆特性和进行参数优化的有效方法。在以前的研究基础上,文章中建立了混联式混合动力汽车的各个零部件(包括动力系统和传动系统)以及整车数学模型,在Matlab/Simulink软件环境下形成了一个通用的混联式混合动力汽车仿真软件。该软件被用来进行能量管理策略评估和控制参数优化。 能量管理策略是混合动力汽车节能技术的关键,它是混合动力控制系统的核心。文章提出一种基于发动机工作优化的多模式逻辑规则能量管理策略,以期在满足车辆驾驶性能的前提下降低车辆在城市公交工况下的油耗和污染物排放。利用有限状态机理论在Matlab/Stateflow软件环境下实现了整车能量管理策略,并在开发的仿真程序上进行了性能验证。在该能量管理策略中,引入串联充电门限和当前发动机“起-停”状态等控制变量,以满足维持混联系统荷电状态的需要、减少发动机“起-停”次数。 能量管理控制参数的优化是一个影响车辆性能的重要因素。以在维持电池荷电状态前提下降低燃油消耗为优化目标,采用罚函数的方法构造优化目标函数,利用基于数学交叉和变异的实值编码遗传优化算法,对SWB6116HEV的能量管理参数进行了优化。 基于安装了自动变速系统的混联动力系统架构,文章理论研究了混联式混合动力客车的模糊规则能量管理策略。该能量管理策略包含了两个串行联接的模糊控制器,分别被用来决策车辆的串-并联结构状态和控制并联结构下的转矩分配。仿真结果证明了该方法的可行性。 文章最后介绍了混联式混合动力客车整车CAN控制网络的结构原理和整车控制器的开发方法。作者设计了一种基于CAN网络通讯的工况测试辅助采集系统,该系统帮助驾驶员驾驶车辆跟踪参考工况车速,采集车辆燃油经济性和动力性能数据。测试结果表明SWB6116HEV满足驾驶性能要求,与传统车辆相比平均油耗降低了21.3%。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U469.7

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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5 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
6 郭海龙;基于行驶状况识别的混联式HEV多模式能量控制策略研究[D];华南理工大学;2013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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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 侯炜;杨亚娟;刘红领;张德超;;车辆定半径稳态回转仿真试验方法研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
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1 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
2 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
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8 张树培;金属带式无级变速器耦合问题研究[D];吉林大学;2011年
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10 杨铭;基于主动转向和横摆力矩控制的多轴车辆制动稳定性研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵庆川;锂离子电池组智能管理系统研究[D];山东科技大学;2010年
2 林俊;串联动力蓄电池均衡充电技术的研究[D];浙江理工大学;2010年
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5 朱政合;飞思卡尔智能赛车及调试平台开发研究[D];大连理工大学;2010年
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8 向烨;基于行车舒适性的高填方路基差异沉降指标研究[D];长沙理工大学;2010年
9 李望移;基于引导交叉的遗传算法研究[D];湘潭大学;2010年
10 吴林;基于PRO/ENGINEER的汽车手动变速器虚拟装配仿真技术及在教学中的应用与研究[D];合肥工业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 叶先军;张炳力;王希珍;;ISG型混合动力系统结构分析及设计应用[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
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1 衣冠超;液压挖掘机混合动力系统的节能控制与参数优化[D];吉林大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈峥;林辉;李兵强;齐蓉;;可充电式混合动力汽车电池管理系统设计[J];测控技术;2012年10期
2 白羽鹤;范健文;谭光兴;;基于Matlab/Simulink的混联式混合动力电动汽车建模与仿真[J];计算机与现代化;2014年03期
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1 杨钫;面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究[D];吉林大学;2011年
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3 金宁治;混合动力汽车永磁同步电机电流滑模控制的研究[D];哈尔滨理工大学;2012年
4 郭海龙;基于行驶状况识别的混联式HEV多模式能量控制策略研究[D];华南理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘小飞;纯电动轿车动力系统参数匹配及电机控制策略研究[D];吉林大学;2011年
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10 吴旋;混合动力汽车动力电池整车匹配技术研究[D];重庆理工大学;2012年
【二级参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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4 秦攀;;中通混合动力客车研发、试验及优化措施[J];运输经理世界;2008年09期
5 珠帘;;恒通新能源客车全国巡展启程[J];商用汽车新闻;2009年06期
6 王作函;;一汽客车鼎力打造混合动力客车和客车专用总成[J];商用汽车;2009年08期
7 王宇;;七十年造就中国“燃气客车专家”——重庆恒通客车迎来70周年华诞[J];交通世界(运输.车辆);2009年12期
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9 田琼芳;;金旅混合动力客车摘“绿色桂冠”[J];商用汽车新闻;2010年35期
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5 黄跃进;冯德富;;由一张照片引起的思考[A];第十五届全国汽车检测技术年会论文集[C];2011年
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6 本报记者 何祖谋;走出国门,我省崛起新能源汽车产业[N];福建日报;2009年
7 本报记者 张海燕;绿色公交进行时[N];中国质量报;2009年
8 林子;厦门金旅“绿”动杭州[N];中国交通报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
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1 王锟;气/电混合动力客车动力系统的参数匹配与优化研究[D];重庆大学;2010年
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