基于效率优化的并联混合动力汽车动力总成优选方法研究

【摘要】混合动力汽车具有多个动力源，各动力源之间优势互补，其灵活的构型方式和多重工作模式为各动力源在实际行驶中的高效运行、提高能源利用率、降低能源消耗和尾气排放提供了很好的解决方案。动力系统协同工作很容易满足整车的动力性要求，但是如何保证各动力源在各种工况下都能够尽可能的高效运行，这就对混合动力汽车动力总成的参数匹配提出了更高的要求。所以研究它节能的关键是发动机、电机的高效率运行，确保发动机、电机在实际行驶工况中工作在高效区，依此来保证混合动力汽车的节油。鉴于一般功率匹配方法只能确定动力总成最大功率，不能提出总成特性要求与设计要求，根据混合动力汽车多动力源的结构特点，本文拟探索一种基于工作效率优化的混合动力汽车动力源参数匹配方法，以满足整车动力性为前提，以混合动力汽车动力源高效率运行为目标，通过仿真分析和实车运行数据采集相结合的方法系统研究发动机、电机的匹配方法，探索基于实际行驶工况的发动机、电机高效区、高频使用区的确定依据及数学表示方法，形成混合动力汽车动力总成系统参数优化匹配的设计理论与匹配优劣的评价方法。据此，本文主要做了以下几个部分的研究内容：1.搭建AVLCruise和Matlab-Simulink的混合动力汽车正向联合仿真开发平台，针对国内外成熟的行驶工况，如NEDC、UDC等工况，研究不同工况的功率需求与不同工况下发动机高频工作区的分布情况。2.其次，由于一般功率匹配方法只确定动力源的功率，没有考虑动力源的高效区位置是否和工况功率需求匹配，所以会导致匹配出的动力源在实际工作中运行效率较低。本文研究了一种功率匹配和效率匹配相结合的动力系统的匹配方法，以功率匹配作为前提条件，以效率匹配作为匹配目标，分析推导发动机高效区范围与高频使用区重合度关系及其与燃油经济性关系。3.依据行驶工况功率需求与发动机高效区匹配关系，建立发动机动态模型，研究影响发动机高效区分布的设计参数，为设计混合动力专用发动机提供技术依据。4.使用相似的方法，分析和研究电机的高频使用区、高效区，分析电机高效区与高频使用区的重合程度与燃油经济性的关系。使用数学方法推导影响电机高效区的因素，为设计专用电机提供技术依据。
【作者】饶淼涛；
【导师】王庆年；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】混合动力；参数匹配；效率优化；优选方法；

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