论文题目: 基于CVT的类菱形混合动力电动汽车系统研究与仿真
论文类型: 博士论文
论文专业: 车辆工程
作者: 钟勇
导师: 钟志华
关键词: 类菱形混合动力电动汽车,动力耦合器,新型驱动链,协议,前向式仿真模型,控制策略
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型,具有燃油汽车的动力性能和较低的排放特性,是当前解决节能、环保问题切实可行的方案。 类菱形汽车是湖南大学自主开发的具有完全知识产权的新型汽车,该类型车在安全性与轻量化方面有其独到的优势。以此车为平台,本文围绕类菱形混合动力汽车的总体设计和控制进行了全方位的深入研究和探讨。 结合类菱形混合动力电动汽车的结构特点,采用了传统意义上的差速器即2K-H型锥齿轮负号机构、啮合方式为ZUWGW的轮系作为动力耦合器。为验证该方案的可行性,运用UG建立了新型动力耦合器的三维模型,并将其导入Adams软件中进行了仿真,确定了该耦合器三个输入输出端力矩与转速之间的运动学与动力学关系式。台架实验也验证了仿真结论的正确性。 在采用新型动力耦合器的基础上,设计了一种基于类菱形车平台的新型混合动力驱动链,并提出了一套基于CVT新型驱动链的混合动力汽车部件设计、选择与匹配的理论,对整车试制具有指导作用。这是混合动力汽车技术开发的核心和基础之一,是自主知识产权的重要体现,涉及企业的核心技术机密,对此国外企业采取了严密的技术封锁。 根据国际上电动汽车研究现状,类菱形混合动力汽车采用了七个节点的基于CAN总线的分布式控制系统,自行拟定了以SAE J1939协议为参考标准的CN2004B协议和以CAN2.0A为基础的CN2004A协议,并通过离线仿真实验、硬件半在环仿真实验验证了该协议的可行性与可靠性。 为减少研发成本,按照模块化思想,在MATLABSIMULINK|PSB|FIS等模块的基础上自行研究和开发了一套混合动力汽车的前向式仿真模型,并经与实验结果对比,验证了该模型的有效性与可信度。 混合动力车辆的控制策略受多种因素影响,并在很大程度上决定了混合动力车辆的总体性能。在全面研究混合动力汽车动力总成部件特性的基础上,重点对基于CVT的混合动力车辆的控制进行了探讨和分析,提出了类菱形混合动力轿车整车控制的两套策略,并比较了其优劣。
论文目录:
摘要
Abstract
插图索引
参数符号表
第1章 绪论
1.1 电动汽车概述
1.1.1 纯电动汽车
1.1.2 燃料电池汽车
1.1.3 混合动力电动汽车
1.2 混合动力汽车研发概况
1.2.1 国外混合动力汽车研发概况
1.2.2 国内混合动力汽车研发概况
1.3 混合动力汽车的分类
1.3.1 牵引力混合式
1.3.2 转矩混合式
1.3.3 耦合器混合式
1.4 混合动力轿车主要研究内容及发展趋势
1.5 论文主要研究内容
第2章 新型动力耦合器的研制
2.1 动力耦合器的功能与设计
2.1.1 动力耦合器的功能
2.1.2 新型动力耦合器的设计
2.2 新型动力耦合器的adams建模与仿真
2.2.1 adams建模
2.2.2 adams仿真
2.2.3 adams仿真结论
2.3 新型动力耦合器的实验
2.4 本章小结
第3章 类菱形混合动力电动汽车驱动链设计
3.1 qr_HEV驱动链的总体设计
3.1.1 类菱形汽车的特点
3.1.2 类菱形混合动力电动汽车的构成
3.2 qr_HEV驱动链的参数设计
3.2.1 轮胎的选择
3.2.2 CVT的选择
3.2.3 发动机的选择
3.2.4 动力耦合器参数的选择
3.2.5 主减速器速比的选择
3.2.6 电动机的选择
3.2.7 电池的选择
3.2.8 参数的调整与修改
3.3 本章小结
第4章 电动汽车 CAN总线通信协议应用研究
4.1 SAE J1939
4.2 电动汽车的 CAN总线网络
4.3 基于29位 ID的通信协议
4.3.1 CN2004B协议 ID定义
4.3.2 CN2004B协议 P的定义
4.3.3 CN2004B协议 SA的定义
4.3.4 CN2004B协议 PGN的定义
4.3.5 CN2004B协议 DATA的定义
4.4 基于11位 ID的通信协议简介
4.5 CN2004协议的应用实验
4.5.1 离线通讯实验
4.5.2 硬件半在环仿真实验
4.5.3 各节点硬件简介
4.5.4 实验结论
4.6 本章小结
第5章 混合动力系统数学模型的建立
5.1 系统仿真的综合模型
5.2 驾驶员模型
5.3 车辆动力学模型
5.4 发动机模型
5.4.1 发动机输出转矩的数学模型
5.4.2 发动机油耗数值模型
5.4.3 发动机转速调节特性
5.5 电动机模型
5.6 蓄电池模型
5.6.1 NiMH电池的工作原理与电池 SOC的定义
5.6.2 电池的等效电路与参数计算
5.6.3 基于状态空间的 SOC估计算法
5.7 耦合器模型
5.7.1 离合器的数学模型
5.7.2 制动器的数学模型
5.7.3 差速器的数学模型
5.7.4 变速器的数学模型
5.8 CVT模型
5.8.1 CVT的速比与目标速比
5.8.2 CVT的数学模型
5.9 本章小结
第6章 系统控制策略、仿真与实验
6.1 qr_HEV的简单控制策略
6.1.1 纯发动机模式的简单控制策略
6.1.2 纯电动模式的简单控制策略
6.1.3 自主模式的简单控制策略
6.2 qr_HEV的模糊控制策略
6.2.1 纯发动机模式的模糊控制策略
6.2.2 纯电动模式的模糊控制策略
6.2.3 自主模式的模糊控制策略
6.3 简单控制策略的仿真与实验
6.3.1 基于 CVT的纯内燃机汽车仿真与实验
6.3.2 纯电动汽车仿真与实验
6.4 qr_HEV仿真结论
6.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间发表的论著目录
附录B 攻读博士学位期间科研成果及获奖目录
附录C 攻读博士学位期间参加科研项目目录
附录D 自主开发的 CAN总线实验数据采集与分析系统软件界面
附录E 新型动力耦合器台架实验数据
发布时间: 2006-05-10
参考文献
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- [3].基于CVT的混合动力汽车关键技术研究[D]. 张军.湖南大学2012
- [4].湿式离合器金属带式无级变速器（CVT）控制策略研究[D]. 罗永革.浙江大学2002
- [5].基于CVT的四轮驱动混合动力汽车传动控制策略研究[D]. 黄伟.湖南大学2008
- [6].混合动力CVT控制系统关键技术研究与开发[D]. 王建德.湖南大学2017
- [7].基于Fuzzy-PID的CVT综合控制策略研究[D]. 夏晶晶.江苏大学2009
- [8].无级变速器电液控制系统开发及关键技术研究[D]. 高帅.吉林大学2012
- [9].金属带式无级变速器传动特性及其综合控制技术研究[D]. 安颖.吉林大学2012
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