基于拉維娜行星機構(gòu)的功率分流混合動力系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、不斷增長的油價和因汽車排放導(dǎo)致的不斷惡劣的環(huán)境污染問題，需要一種清潔和可持續(xù)的能源方案來解決。由于純電動汽車受電池技術(shù)的限制，電動汽車完全取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車還有一段路要走?；旌蟿恿ζ囉捎诰C合了電動汽車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的優(yōu)點，成為汽車行業(yè)研究的熱點。特別是豐田混合動力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使各國汽車界的目光轉(zhuǎn)向了基于行星排的功率分流混合動力系統(tǒng)的研究。
　　建模與仿真研究，是混合動力系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)前期的重要工作內(nèi)容，不但可縮短開發(fā)時間，還可節(jié)

2、約開發(fā)成本。利用仿真模型對實際系統(tǒng)進行試驗研究，不僅適合于HEV能源管理策略和動力總成的優(yōu)化設(shè)計，還適合于混合動力電動汽車的整車性能分析。
　　本文對基于拉維娜行星機構(gòu)的功率分流混合動力系統(tǒng)進行了建模與仿真研究。采用杠桿模擬法和功率鍵合圖，對拉維娜行星機構(gòu)進行了運動學(xué)與力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上，對基于拉維娜行星機構(gòu)的混合動力系統(tǒng)構(gòu)型方案進行了優(yōu)化。針對該混合動力系統(tǒng)構(gòu)型方案，設(shè)計了純電動、并聯(lián)固定檔及無極變速三種工作模式。制定了混合動

3、力系統(tǒng)的控制策略，建立了控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　本文建立了混合動力總成及部件的數(shù)學(xué)模型，包括基于威蘭氏線性理論的發(fā)動機可縮放模型，基于效率Map圖的電機模型，電池組及其管理系統(tǒng)模型以及其他部件模型，形成了整車仿真模型框架；開發(fā)了基于Matlab/Simulink的交互式的功率分流混合動力汽車仿真軟件，為功率分流類的混合動力系統(tǒng)的整車控制的仿真研究打下了基礎(chǔ)。
　　在選擇固定的循環(huán)工況的基礎(chǔ)上，研究了多種因素對整車經(jīng)濟性的影

4、響，特別是初始SOC值和控制策略中的參數(shù)的門限值對整車經(jīng)濟性的影響，從而尋求優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置值。同時建立Prius行星排機構(gòu)的混合動力系統(tǒng)模型，在三種不同的循環(huán)工況下進行測試，對比了兩種混合動力系統(tǒng)的發(fā)動機與兩個電機的工作區(qū)域及各個循環(huán)工況下的發(fā)動機油耗與等效油耗，仿真結(jié)果表明，基于拉維娜行星機構(gòu)的功率分流混合系統(tǒng)比Prius系統(tǒng)的經(jīng)濟性更好，從而顯示出了本文所研究的基于拉維娜行星機構(gòu)的功率分流混合系統(tǒng)的優(yōu)勢，驗證了所制定的控制策略的正確