并联式液压混合动力车辆结构方案与能量控制研究

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1、作者姓名董晗论文分类号U469.7保密级别公开研究生学号2012411021学位类别工学博士授予学位单位吉林大学专业名称机械电子工程培养单位机械科学与工程学院2012年9月至研究方向流体传动与控制学习时间2015年6月论文中文题目并联式液压混合动力车辆结构方案与能量控制研究ResearchontheEnergyControlStrategyforParallel论文英文题目HydraulicHybridVehicles混合动力，AMESim，液压泵，液压马达，液压蓄能器，关键词(3-8个)制动能量回收姓名刘昕晖职称教授导师情况吉林大学机械科学与

2、学历学位博士工作单位工程学院论文提交日期年月日答辩日期年月日吉林省科技发展计划项目是否基金资助项目是基金类别及编号（项目编号：3R111R482414）如已经出版，请填写以下内容出版地（城市出版者（机构）名称名、省名）出版日期出版者地址（包括邮编）1摘要随着科学技术日益进步和人们生活水平的不断提高，汽车越来越多的进入了人们的生活。近些年汽车保有量迅速增长，伴随而来的能源需求和能源消耗也越来越大，同时车辆尾气的排放也对我们日常生活环境造成污染，影响了人们的健康。为此，发展汽车节能技术和新能源汽车迫在眉睫。液压混合动力汽车是节能与新能源汽车的代表之

3、一，近年来因其节能效果明显而得到了越来越多人的重视。液压混合动力系统采用液压蓄能器、液压泵/马达等液压元器件作为储能、能量转换元件，利用液压元器件功率密度大的特性，可充分回收传统车辆在制动阶段通过摩擦制动器而消耗的动能，并将该部分能量存储起来，当车辆起动加速时再释放存储的能量，以此达到节约能源、减少尾气排放的目的。液压混合动力技术特别适用于需要频繁起停的大吨位运输车、工程车辆、城市公交车等重型车辆。本文在吉林省科技发展计划项目——“液压二次调节技术在汽车节能中的应用研究”（项目编号：3R111R482414）的资助下，对并联式液压混合动力车辆进

4、行了研究。本文主要进行了以下工作：1.分析了当前几种主流混合动力技术各自的特点，对近些年来国内外液压混合动力技术的发展情况以及液压混合动力技术自身的特点和优势进行了详细介绍。2.通过对液压混合动力车辆三种主要结构进行分析，确定了以并联式结构为研究目标。传统的并联式混合动力结构是将转矩耦合器置于主传动轴上，本文提出的前置双轴式并联结构将转矩耦合器置于发动机和变速器之间。该结构可使得二次元件更多的工作在高效区域，较大幅度的提升车辆的动力性能。3.建立发动机、离合器、变速器、转矩耦合器、二次元件、蓄能器等并联式液压混合动力车辆上主要元器件的数学模型。

5、并对车辆运动学进行分析、对车辆制动系统进行建模，为后文仿真和实验研究打下理论基础。4.对并联式液压混合动力车辆的控制策略进行了详细的阐述，在分析了车辆两种动力源功率流的前提下，引入液压混合动力发动机起停系统，建立基于模糊控制算法的逻辑控制策略，对车辆的几种常见运行情况进行详细分析，并建立了相应的模糊规则和车辆再生制动控制策略和驱动控制策略。5.采用AMESim仿真软件建立了并联式液压混合动力车辆的AMESim整车仿真模型和未配备液压混合动力系统的原车的AMESim整车仿真模型。为了更好的贴近车辆实际运行效果，在仿真模型中根据实车参数进行了相应设

6、置。仿真表明，液压混合动力系统可实现对发动机启动的有效控制，并且符合车辆I吉林大学博士学位论文多次启动要求。同时在六工况循环、10-15工况、ECE+EUDC工况、UDDS工况的仿真中，得到了相应的车速、加速度、蓄能器压力、二次元件流量系数、车辆行驶距离、原车与液压混合动力车辆油耗等一系列仿真曲线，通过计算得出了在各种工况下并联式液压混合动力车辆的节油率。6.通过基于实车进行改装测试的方式，将并联式液压混合动力系统实验车和没有液压混合动力系统介入运行的原车进行一系列性能测试，包括节油性能测试、动力性能测试、制动性能测试等。通过对两种辆车所测数据

7、进行对比分析可知，并联式液压混合动力实验车节能效果明显，在车辆加速、制动等方面的性能都较原车有明显提升。并且在系统响应时间上，液压混合动力系统的充能、放能响应时间较短。同时通过液压混合动力实验车的路况测试，也验证了本文前面所建立的理论模型、控制算法及仿真模型的正确性，从而为今后的进一步研究打下了基础、提供了一定参考。综上所述，本文在并联式液压混合动力车辆能量控制策略方面进行了较为深入的研究，通过软件搭建仿真模型和实车测试的方式验证了相应理论和车辆控制策略的正确性，对液压混合动力技术在实际工程中的推广和应用具有一定指导意义。关键词：混合动力，AM

8、ESim，液压泵，液压马达，液压蓄能器，制动能量回收IIABSTRACTAsthescienceandtechnologydevelopsandpeo