混合动力汽车传动系统模型化及优化控制.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码!Q!§!混合动力汽车传动系统模型化及优化控制孔令涛指导教师申铁龙职称教授王兴成职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别硕士学科与专业控制理论与控制工程论文完成日期2007年3月1日论文答辩n期2007年3月25同答辩委员会丰席中文摘要摘要能源危机和环境恶化是当今影响全球发展的两个重大问题，研发节能、低排放的汽车能够有效缓解能源压力和改善环境质量。尽管电动汽车是解决这类问题的最好方式，然而由于蓄电池的能量密度低，其发展受到了极大的限制。而燃料电池汽车仍在实验阶段。在这种情况下，融合了传统内燃机汽车优良的动力性、续驶里程和纯电动汽车低排

2、放、高效率的混合动力电动汽车(HEV)异军突起，成为当前新型汽车开发的热点。由于使用数学模型是处理复杂系统的一个好方法，因此，对于结构复杂的混合动力传动系统汽车，首先，本文根据动力学方程和基于控制理念的数学模型，对汽车传动系统各部分建立准静态simulink模型，包括车体、发动机、电动机、发电机、电池、变速箱等模型，并从系统的角度应用这些模型。然后，根据并联混合动力汽车传动系统结构原理组建并联混合动力汽车传动系统模型，并制定基于模型的次优控制策略，利用等效因子，将电能等效成相应的燃料消耗能量，通过控制器将车轴所需的扭矩合理分配到电支路和燃料支路，使每个时间段内等

3、效燃油消耗最小。之后，对MVEG．95循环工况下的燃油经济性进行了仿真分析，并与动力性相近的普通车辆的燃油经济性进行了对比分析，仿真结果表明并联混合动力汽车节油率在30％以上，并且电池SOC值偏差在个很小的范围内，充分证明了控制策略的有效性。最后，又建立串联混合动力汽车传动系统模型，并根据最优控制理论，设计串联混合动力汽车能量管理实时控制器，将电动机所需的功率在电池和APU上进行合理的分配，并由Japan10．mode循环工况下的燃油经济性仿真分析得到，可节省普通汽车25％以上的耗油量，控制器的控制效果良好。关键词：并联混合动力汽车l串联混合动力汽车；优化控制：

4、建模与仿真英文摘要ModelingandOptimalControlofHybridElectricVehicleTransmissionSyStemAbstractEnergycrisisandenvironmentaldeteriorationaretwoimportantproblemsofglobaldevelopment．Thedesignoflowenergyconsumptionandlowemissionsvehiclecanabatethepressureofenergyabsenceandimprovethequalityofenvironm

5、ent．Electricvehicle(EVlseemstobethebestmethodtosolvetheseproblems，butitsdevelopmentiscurrentlylimitedbybaRery’slowenergydensity．AndFuelcellelectricalvehicle(FCEV)isjustonthelaboratorylevel．Onthisoccasion，hybridelectricvehicle(HEV)whichcombinestheexcellentperformanceofconventionalvehi

6、cle(EV)withlowmissionandhi咖efficiencyofElectricVehicle(CV)isinvented，investigationsonwhichbecomeanewhotspotininternationalautomobilefield．Thegoodwaytodealwithsuchahi曲complexityistoutilizemathematicalmodelsoftherelevantprocesses．So，forcomplexhybridelectricvehicles、thequasi-stationarys

7、imulinkmodelsofthetransmissionsystemarebuiltfirstly，accordingtothekineticsequationandcontrol·orientedmathematicalmodelinthispaper，whichincludevehiclebodymodel，enginemodel，motormodel，genetormodel，batterymodelandgearboxmodel．Andthesemodelsareusedinasystematicway．Then，forParallelH．ybrid

8、ElectricVehi