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《合肥工业大学》 2010年
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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

尹安东  
【摘要】:环境污染和石油资源匮乏是汽车工业可持续发展面临的两大难题。混合动力汽车采用内燃机和电池作为动力源,是当前电动汽车中最具产业化前景的车型。混合动力汽车动力系统参数优化匹配和控制策略的研究,是混合动力汽车的核心技术之一。 本文以安徽省“十一五”、“节能与新能源汽车”重大科技专项课题为依托,以6110型串联式混合动力城市客车(Series Hybrid Electric Bus, SHEB)为研究对象,在分析城市公交客车运行工况特点的基础上,完成了6110型SHEB的总体设计。采用前向仿真和后向仿真相结合的仿真方法,结合后轮驱动的SHEB的特点,建立了SHEB整车和主要部件仿真模型(包括发动机-发电机组模型、驱动电机模型、动力电池组模型、综合式的多能源控制策略模型、定比例的制动力分配模型和整车模型等)。并结合样车试验结果进行了仿真模型的验证,结果表明模型符合实际情况,从而为城市混合动力客车整车控制策略仿真研究和动力系统参数匹配优化打下基础。 在分析SHEB能量流动模式的基础上,首次引入混合系统理论,利用混合输入输出有限状态自动机模型,建立了6110型SHEB动力控制系统数学模型,并确定了SHEB的运行模式切换条件和切换图。 在分析SHEB多能源控制策略设计目标和遵循原则的基础上,基于混合系统理论提出了集恒温器式和功率跟随式两种控制模式优点的模式变换式多能源驱动控制策略以及电机再生制动力、摩擦制动力和整车前后轮制动力协调控制的再生制动控制策略。 采用Simulink/Stateflow的混合建模方法,建立了模式变换式多能源驱动控制策略和制动力协调控制的再生制动控制策略仿真模型,以及相应的SHEB整车仿真模型,并基于中国典型城市公交循环工况分别进行了模式变换式、恒温器式和功率跟随式的三种控制策略仿真分析比较,结果表明:在保证6110型SHEB动力性的前提下,采用模式变换式控制策略时燃油经济性较好,整车等效燃料消耗量为23.9 L/100km,比综合式控制策略的样车减少4.8%,比同类型的传统燃油城市客车减少17.3%。同时,分别进行了制动力协调控制和定比例制动力分配的再生制动控制策略仿真分析比较,结果表明:制动力协调控制的再生制动控制策略的制动能量回收率提高11.5%,等效燃料消耗量减少3.2%。 在6110型SHEB动力系统参数初步匹配的基础上,根据正交试验设计原理,提出了混合动力系统部件参数和控制参数相结合的综合参数正交优化方法。经多方案优化得出一组较理想的参数匹配方案:H=43.3%(发动机功率为85kw)、C=75Ah、ig=2.73、控制策略为模式变换式多能源控制策略;并对优化后的6110型SHEB的动力性和燃油经济性进行了仿真分析,结果表明:优化后的动力系统能够满足整车动力性要求,且与优化前的样车道路试验结果相比,燃油经济性提高8.4%。 基于模块化的设计思想,构建了SHEB动力总成试验台架及测试系统,制定了混合动力城市客车动力性和燃油经济性道路试验方法和试验规范,完成了6110型SHEB动力系统的发动机、驱动电机等关键零部件的性能试验和整车的动力性和燃油经济性道路性能试验,试验结果表明:样车的动力系统性能能够满足整车技术要求,各项性能指标均达到了设计任务书的技术要求,验证了6110型SHEB动力系统结构选型和参数匹配的合理性;同时通过仿真试验与样车道路试验结果比较,验证了6110型SHEB整车仿真模型的准确性和基于混合系统理论建立的模式变换式多能源控制策略的可行性。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U469.72

【引证文献】
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1 尹安东;赵韩;孙骏;路瑞刚;;基于混杂系统理论的混合动力汽车驱制动控制研究[J];汽车工程;2015年10期
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1 符晓玲;混合动力电动汽车参数优化匹配与能量管理策略研究[D];山东大学;2015年
2 张志文;串联式重度混合动力装载机传动方案与控制策略研究[D];吉林大学;2014年
3 曹东江;增程式电动客车多动力源能量管理策略研究[D];北京理工大学;2014年
4 许世景;串联混合动力汽车能量管理策略优化研究[D];天津大学;2013年
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1 梁志豪;基于伪谱法的串并联式PHEV全局优化算法及参数匹配研究[D];华南理工大学;2018年
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3 马晓炜;混合悬架多模式切换控制系统设计与试验研究[D];江苏大学;2017年
4 程栋;履带车辆双电机耦合驱动系统效率与能量管理技术研究[D];重庆大学;2017年
5 陈欢欢;基于Advisor的增程式电动环卫车性能研究[D];南昌大学;2016年
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10 林彬;增程式电动车参数匹配及控制策略研究[D];吉林大学;2015年
【参考文献】
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1 尹安东;赵韩;孙骏;;基于混合系统理论的再生制动系统控制策略研究[J];电子测量与仪器学报;2010年05期
2 尹安东;赵韩;;混合动力客车动力系统综合参数正交优化与应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年03期
3 司康;;我国新能源客车发展及主要生产企业产品一览[J];交通世界(运输.车辆);2010年Z1期
4 尹安东;赵韩;;基于混合系统理论的混合动力城市客车控制策略研究[J];汽车工程;2010年02期
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6 张俊智;陆欣;张鹏君;陈鑫;;混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验[J];机械工程学报;2009年02期
7 王成;郭淑英;刘凌;;串联式混合动力系统在公交客车中的开发与应用[J];机械工程学报;2009年02期
8 尹安东;苏信杰;赵韩;;电动轿车动力系统参数设计和动力性能分析[J];汽车科技;2009年01期
9 舒红;秦大同;胡明辉;杨亚联;叶明;;轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略[J];机械工程学报;2009年01期
10 武小兰;王军平;曹秉刚;边延胜;;充电式混合动力电动汽车动力系统的参数匹配[J];汽车工程;2008年12期
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1 舒红;并联型混合动力汽车能量管理策略研究[D];重庆大学;2008年
2 王鹏宇;混合动力轿车再生制动系统研究[D];吉林大学;2008年
3 吴剑;并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D];山东大学;2008年
4 张悦;混杂系统建模与控制方法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
5 王保华;混合动力城市客车控制策略与试验研究[D];上海交通大学;2008年
6 李国洪;混合动力汽车控制策略与动力电池系统的研究[D];天津大学;2005年
7 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
8 张翔;电动汽车建模与仿真的研究[D];合肥工业大学;2004年
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1 叶开志;串联式混合动力大客车动力匹配及控制策略的研究[D];武汉理工大学;2008年
2 王岩;串联混合动力客车控制策略研究[D];吉林大学;2008年
3 云非;混合动力客车动力系统设计[D];武汉理工大学;2008年
4 陈龙;混合动力电动汽车动力性与经济性分析[D];武汉理工大学;2008年
5 代康伟;混合动力城市客车动力系统参数匹配与仿真研究[D];合肥工业大学;2008年
6 朱可;燃料电池城市客车动力系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2007年
7 刘胜铁;并联混合动力客车模糊控制策略的研究[D];吉林大学;2006年
8 陈晓明;电动汽车试验台测控系统研究与开发[D];长安大学;2006年
9 张付义;电动汽车试验台总体设计与技术研究[D];长安大学;2006年
10 詹迅;轻度混合动力汽车再生制动系统建模与仿真[D];重庆大学;2005年
【共引文献】
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1 李勇;马腾腾;陈峰磊;杨云东;;客车制动能量回收试验装置的研究[J];客车技术与研究;2015年06期
2 陈建宏;;基于循环工况统计规律的混联式混合动力客车参数匹配与性能仿真[J];齐齐哈尔大学学报(自然科学版);2015年06期
3 尹安东;赵韩;孙骏;路瑞刚;;基于混杂系统理论的混合动力汽车驱制动控制研究[J];汽车工程;2015年10期
4 陈静;;某电动汽车制动能量回收检测系统的试验研究[J];泰州职业技术学院学报;2015年05期
5 卢嘉伟;;浅析汽车动力传动系统参数匹配和仿真设计的几个问题[J];黑龙江科技信息;2015年25期
6 张抗抗;徐梁飞;华剑锋;李建秋;欧阳明高;赵小羽;成艾国;;基于多目标优化的纯电动车动力系统参数匹配方法[J];汽车工程;2015年07期
7 魏代强;战仁军;刘翰诺;;四轮独立驱动无人车的动力性参数设计仿真[J];火力与指挥控制;2015年06期
8 付主木;卢亚博;宋书中;;基于模糊滑模控制的HEV再生制动控制策略[J];计算机仿真;2015年05期
9 舒雄;高银桥;;微型四轮独立驱动电动汽车动力参数设计与验证[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2015年02期
10 韩友国;王若飞;;插电式混合动力轿车动力平台技术开发[J];科技视界;2015年10期
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3 王建德;混合动力CVT控制系统关键技术研究与开发[D];湖南大学;2017年
4 冯志君;液压挖掘机混合动力系统能量转换及其控制策略研究[D];西安电子科技大学;2017年
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8 冯飞;用于寒地的电动汽车锂电池荷电状态估计及均衡策略研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
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10 张忠富;电动汽车电磁机械耦合再生制动系统构建及主动稳定性控制研究[D];中国农业大学;2016年
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1 蔡印;电动汽车BCU测试系统研究与设计[D];吉林大学;2018年
2 李洪;汽车电子音响测试系统研究与设计[D];吉林大学;2018年
3 李宏宇;电动汽车异步电机转差频率矢量控制的研究[D];大连理工大学;2018年
4 韩硕;纯电动汽车动力总成测试系统设计及负载模拟方法的研究[D];吉林大学;2018年
5 周伟;双辊式柔性底盘试验台的研制[D];西北农林科技大学;2018年
6 何小龙;计及CVT功率损失的插电式混合动力汽车再生制动控制策略研究[D];重庆大学;2018年
7 陈肯;基于驾驶员制动意图及路况的两挡AMT纯电动汽车再生制动控制策略研究[D];重庆大学;2018年
8 李忠玉;西安城市工况构建及混合动力客车动力系统参数匹配研究[D];长安大学;2018年
9 马权铄;增程式电动汽车动力匹配与控制策略研究[D];长安大学;2018年
10 李诗涵;基于光燃储系统的独立直流微电网能量管理研究[D];西南交通大学;2018年
【同被引文献】
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1 张俊智;陆欣;张鹏君;陈鑫;;混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验[J];机械工程学报;2009年02期
2 尹安东;赵韩;张炳力;;微型电动轿车制动能量回收及控制策略的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年11期
3 李炯;张承宁;;基于混合系统理论的电动汽车能量管理策略[J];系统仿真学报;2006年10期
4 薛乐,廖沫,魏晨,陈宗基;混合系统及其建模[J];系统仿真学报;2004年03期
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1 李天宇;混合动力工程车辆自动变速换挡策略及控制方法研究[D];吉林大学;2014年
2 王磊;一种混联式混合动力客车能量管理及模式切换协调控制研究[D];上海交通大学;2013年
3 李晓甫;桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究[D];华南理工大学;2012年
4 张军;基于CVT的混合动力汽车关键技术研究[D];湖南大学;2012年
5 姚永明;基于液压变压器的装载机节能研究[D];吉林大学;2011年
6 林歆悠;混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D];重庆大学;2011年
7 石荣玲;装载机并联液压混合动力系统设计与控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年
8 刘乐;串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究[D];吉林大学;2011年
9 张金龙;动力电池组SOC估算及均衡控制方法研究[D];天津大学;2012年
10 张冰战;插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D];合肥工业大学;2011年
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1 朱永奇;插电式双模混合动力汽车能量管理策略研究[D];合肥工业大学;2017年
2 韩彪;基于成本分析的PHEV参数匹配及其控制策略研究[D];吉林大学;2016年
3 钱金刚;馈能型半主动悬架控制及储能系统的设计与试验研究[D];江苏大学;2016年
4 勾华栋;基于动态规划的并联混合动力客车能量管理策略研究[D];吉林大学;2015年
5 王月强;PHEV城市客车复合电源系统研究[D];北京理工大学;2015年
6 刘煦;纯电动汽车再生制动控制策略研究[D];电子科技大学;2015年
7 曾剑峰;新型双电机耦合驱动系统驱动控制策略研究[D];重庆大学;2015年
8 熊珊珊;履带车辆机电复合传动随机动态规划控制策略研究[D];北京理工大学;2015年
9 张亿;插电式混合动力汽车动力耦合系统设计与性能研究[D];重庆大学;2014年
10 王磊;增程式电动车参数匹配与综合控制研究[D];重庆大学;2014年
【二级引证文献】
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1 陈燕呢;电动拖拉机动力系统设计与驱动控制方法研究[D];中国农业大学;2018年
2 徐淼;混合动力挖掘机动力总成参数设计与控制策略研究[D];吉林大学;2017年
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1 李彦阳;汽车电控半主动空气悬架控制方法研究[D];长春工业大学;2018年
2 吴西涛;基于发动机PTO的并联混动重型卡车控制与优化研究[D];吉林大学;2018年
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4 贾腾飞;负载隔离式电动客车动力匹配与控制策略研究[D];青岛大学;2018年
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6 杨志垒;EREV增程机控制器的研究与开发[D];中北大学;2017年
7 陈玉成;基于工况识别的混合动力汽车控制策略研究[D];山东大学;2017年
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9 王旭;飞轮储能增程式电动车动力性仿真分析及模拟试验[D];东北林业大学;2017年
10 王硕;电动汽车驱动耦合系统的模式切换及控制策略研究[D];安徽工程大学;2016年
【二级参考文献】
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1 张俊智;陆欣;张鹏君;陈鑫;;混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验[J];机械工程学报;2009年02期
2 王成;郭淑英;刘凌;;串联式混合动力系统在公交客车中的开发与应用[J];机械工程学报;2009年02期
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4 尹安东;赵韩;张炳力;;微型电动轿车制动能量回收及控制策略的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年11期
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6 张楚贤;李世其;蔡冽;;混合系统状态模型与对象模型的分析研究[J];系统仿真学报;2008年03期
7 刘凌;李雪峰;汪伟;唐广笛;;串联式混合动力客车制动能量回收的研究[J];变流技术与电力牵引;2007年03期
8 李炯;张承宁;;基于混合系统理论的电动汽车能量管理策略[J];系统仿真学报;2006年10期
9 欧阳明高;;我国节能与新能源汽车发展战略与对策[J];汽车工程;2006年04期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 彭栋;混合动力汽车制动能量回收与ABS集成控制研究[D];上海交通大学;2007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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1 云非;混合动力客车动力系统设计[D];武汉理工大学;2008年
2 龚君;混合动力汽车控制策略的研究[D];武汉理工大学;2007年
3 王伟;并联混合动力汽车驱动电机的调节和匹配[D];吉林大学;2007年
4 高燕;串联式混合动力城市客车参数匹配与控制策略研究[D];山东理工大学;2007年
5 李振磊;混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真[D];湖南大学;2007年
6 邓威;汽车42V动力系统建模与仿真及其控制策略研究[D];武汉理工大学;2006年
7 韩强;HCNG串联式混合动力城市客车动力系统搭建及控制[D];清华大学;2006年
8 孙树韬;混合动力客车最优工作曲线控制策略研究[D];吉林大学;2006年
9 郑君峰;混合动力客车自适应控制策略研究[D];吉林大学;2006年
10 刘胜铁;并联混合动力客车模糊控制策略的研究[D];吉林大学;2006年
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1 刘金玲,宋健,于良耀,王玉海,季来春;并联混合动力客车控制策略比较[J];公路交通科技;2005年01期
2 顾文领;崔俊杰;;城市混合动力客车关键技术研究[J];内燃机与配件;2013年12期
3 尹安东;赵韩;;混合动力客车动力系统综合参数正交优化与应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年03期
4 范彪;袁景敏;李建鹏;袁月会;舒红;;插电式并联混合动力客车建模及仿真[J];客车技术与研究;2011年05期
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1 吕仁志;周雅夫;刘吉顺;;基于工况识别的并联混合动力客车控制策略[A];2014中国汽车工程学会年会论文集[C];2014年
2 席利贺;张昕;张欣;;混合动力客车能量管理控制策略的优化研究[A];2011中国汽车工程学会年会论文集[C];2011年
3 陈煌熙;刘善锷;陈诗库;翁涛;罗冲;;后置混合动力客车冷却系统总体布置和设计[A];第七届中国智能交通年会论文集[C];2012年
4 武红霞;秦东晨;徐一村;裴东杰;;基于模糊逻辑的混联式混合动力客车控制策略研究[A];自主创新、学术交流——第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C];2013年
5 赵子亮;李骏;刘明辉;刘吉顺;;并联混合动力客车控制参数标定系统开发[A];2010中国汽车工程学会年会论文集[C];2010年
6 尹安东;张辉;赵韩;;基于粒子群优化的混合动力客车模糊控制策略研究[A];2010中国汽车工程学会年会论文集[C];2010年
7 游国平;陈德兵;郭宽友;;混合动力客车动力系统试验分析[A];2009中国汽车工程学会年会论文集[C];2009年
8 高大威;金振华;卢青春;;燃料电池混合动力客车的能量管理策略研究[A];2008中国汽车工程学会年会论文集[C];2008年
9 尹安东;张杰;赵韩;;混合动力客车动力系统参数匹配与正交优化[A];2009中国汽车工程学会年会论文集[C];2009年
10 钟升阔;赵治国;孙泽昌;;混合动力客车Cruise-Matlab/Simulink协同建模与仿真[A];2011中国汽车工程学会年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王辉;福田汽车助力西藏精准扶贫[N];中国质量报;2017年
2 本报记者 张海燕;混合动力客车技术逐步成熟[N];中国质量报;2013年
3 本报记者 于大勇;混合动力客车推广顺利 市场化渐行渐近[N];中国高新技术产业导报;2013年
4 王瑞;国家推手混合动力客车市场或将趋热[N];中国工业报;2012年
5 王瑞;混合动力客车黄金期将至[N];中国交通报;2012年
6 本报记者 叶立新;安凯混合动力客车性能国际领先[N];安徽经济报;2012年
7 本报记者 张翼;政府举起的混合动力客车能否在市场平稳放下 Can the Rising Hybrid Electric Vehicle Run Smoothly in the Market?[N];机电商报;2008年
8 本报记者 谭思敏;混合动力客车如何突破消费瓶颈? How does the Hybrid Electric Bus Break through the Consumption Bottle-neck?[N];机电商报;2008年
9 通讯员 刘亚鹏 记者 唐婷;百台混合动力客车运营长株潭[N];湖南日报;2009年
10 记者 李林岩;长春新能源公交车投产[N];吉林日报;2009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
2 龚依民;混合动力客车集成一体化启动—发电机技术(ISG)与监控系统研究[D];吉林大学;2008年
3 唐先智;混合动力客车控制策略优化[D];吉林大学;2013年
4 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
5 王磊;一种混联式混合动力客车能量管理及模式切换协调控制研究[D];上海交通大学;2013年
6 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
7 熊伟威;混联式混合动力客车能量优化管理策略研究[D];上海交通大学;2009年
8 巴特;典型混联混合动力客车节能分析与评价[D];吉林大学;2016年
9 尚明利;混合动力汽车再生制动与稳定性集成控制算法研究[D];吉林大学;2011年
10 赵国柱;电动汽车再生制动若干关键问题研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 池明磊;混合动力客车动力系统参数匹配与仿真研究[D];燕山大学;2009年
2 巴特;混联混合动力客车的参数匹配与控制策略研究[D];吉林大学;2012年
3 范彪;插电式并联混合动力客车建模及仿真[D];重庆大学;2011年
4 曾祥瑞;并联混合动力客车整车控制器软件设计[D];清华大学;2012年
5 王赢;混合动力客车动力系统仿真研究[D];长安大学;2017年
6 李欣静;混合动力客车控制策略及整车性能的仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
7 陈辰;基于路谱识别的并联混合动力客车控制策略研究[D];吉林大学;2013年
8 王杉;插电式串联混合动力客车参数匹配及控制策略研究[D];吉林大学;2009年
9 王岩;串联混合动力客车控制策略研究[D];吉林大学;2008年
10 刘闪闪;混合动力客车动力系统参数优化与再生制动研究[D];合肥工业大学;2009年
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