混合动力城市轻型商用车动力系统设计与仿真

论文摘要

本文论述了南京汽车集团有限公司IVECO混合动力城市轻型商用车NJ6492ATQ第一轮混合动力系统的匹配设计、数学建模和仿真分析,并就发现的问题提出部分解决方案。首先根据混合动力城市轻型商用车的特点和使用要求选择了双离合器单轴并联混合动力系统作为研究设计对象。根据国内外技术现状及发展趋势,对动力系统进行了概念设计,并进一步对各关键部件进行了型式研究,初步确定了部件的参数,提出了动力系统匹配方案。然后在充分研究己有模型的基础上,提出了本样车混合动力系统各组成部件的建模方法,并在MATLAB/Simulink环境中建立了适合于IVECO混合动力汽车的双离合器仿真模型,以保证模型的实用性和可靠性。该模型既可以用踏板信号作为输入来运行,也可以实现循环工况运行。在建模过程中,重点解决了双离合器的模型以及仿真模型的整车控制策略。通过对样车的仿真分析结果看出,整车的动力性和经济性与设计目标基本符合,因此验证了整车控制策略的可行性。由于缺少发动机排放数据,因此无法做排放仿真。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 混合动力城市轻型商用车发展概述
• 1.1.1 国内外混合动力乘用车和公交大巴的发展现状
• 1.1.2 城市轻型商用车在城市交通运输及减少污染中的重要地位
• 1.1.3 国内外混合动力城市轻型商用车的研发现状
• 1.2 发展混合动力城市轻型商用车的必要性
• 1.3 课题的背景、意义及主要研究内容
• 1.3.1 课题的背景及意义
• 1.3.2 混合动力城市轻型商用车的特点
• 1.3.3 课题开发流程和技术路线
• 1.3.4 本文的研究内容
• 第二章 混合动力系统的原理和选型分析
• 2.1 混合动力汽车概念
• 2.2 HEV 的分类
• 2.2.1 串联式HEV 动力传动系
• 2.2.2 并联式HEV 动力传动系
• 2.2.3 混联式HEV 动力传动系
• 2.3 混合动力系统结构选型依据
• 第三章 混合动力系统的选型
• 3.1 并联式混合动力系统驱动模式的选择
• 3.1.1 驱动力复合式
• 3.1.2 转矩复合式（双轴式和单轴式）
• 3.2 HEV 动力系统选型结果
• 3.3 HEV 动力系统的部件选型
• 3.3.1 发动机型式
• 3.3.2 蓄电池型式
• 3.3.3 电动机驱动系统型式
• 3.3.4 部件选型结果
• 第四章 HEV 动力系统匹配计算
• 4.1 整车参数及动力性指标
• 4.2 动力系统初步计算
• 4.2.1 发动机功率的初步选择
• 4.2.2 电机额定功率的选择
• 4.2.3 蓄电池总能量计算
• 4.2.4 主减速器速比的选择
• 4.2.5 变速箱速比的选择
• 4.3 动力系统参数匹配
• 4.3.1 主减速器传动比的确定
• 4.3.2 变速器与主减速器传动比的确定
• 4.3.3 发动机的确定
• 4.4 动力系统性能校核
• 4.4.1 最高车速
• 4.4.2 加速时间
• 4.4.3 最大爬坡度
• 4.4.4 巡航行驶
• 4.4.5 纯电动行驶
• 4.5 主要部件参数确定
• 第五章 双离合器混合动力系统的前向式建模仿真
• 5.1 引言
• 5.2 仿真软件ADVISOR 介绍
• 5.3 仿真软件PSAT 介绍
• 5.4 HEV 动力系统模型
• 5.4.1 整车仿真顶层模型
• 5.4.2 动力系统建模
• 5.4.3 发动机模型
• 5.4.4 电机模型
• 5.4.5 镍氢蓄电池模型
• 5.5 并联式混合动力系统控制策略模型
• 5.5.1 电力辅助控制策略
• 5.5.2 实时控制策略
• 5.5.3 模糊逻辑控制策略
• 5.5.4 样车控制策略
• 5.6 整车模型及其它子系统
• 第六章 模型参数输入和仿真结果分析
• 6.1 子系统模型参数的输入
• 6.1.1 整车模型数据输入
• 6.1.2 发动机万有特性图的输入
• 6.1.3 电机参数的输入
• 6.2 仿真设置
• 6.2.1 选择测试循环工况
• 6.2.2 设置性能测试选项
• 6.3 仿真方案及其目的
• 6.4 仿真运行结果
• 6.4.1 整车仿真结果
• 6.4.2 动力系统部件仿真分析
• 6.4.3 发动机工作区间对比
• 第七章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果