串联式混合动力公交车的总体设计与仿真研究

摘要

混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称HEV)是当前解决能源短缺和环境污染问题切实可行的技术之一。城市公共交通拥挤，客车时走时停，行车速度慢，污染极其严重。城市客车一般是在固定道路行驶，固定时间运行，每日运行的总里程大多在150km-200km左右。在这种情况下，传统的内燃机汽车油耗和排放都很差，而混合动力系统正可以发挥其优势。 本文基于某传统燃油公交车进行改装，并结合目前国内外混合动力汽车的发展概况，针对城市公共交通和城市客车运行的特点，对串联式混合动力公交车各关键部件进行参数选择匹配并完成总体布置；建立整车行驶动力学、电动机、车轮、蓄电池以及整车的仿真模型；对串联式混合动力公交车控制策略进行深入研究；对混合动力公交车的动力性能与经济性进行仿真分析。并在此基础上，对整车动力性能试验结果与仿真结果进行比较，验证了仿真模型的合理性以及总体设计的可行性。

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致谢

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2混合动力汽车发展概述

1.2.1国外发展情况

1.2.2国内研究发展概况

1.3混合动力汽车分类

1.3.1串联式

1.3.2并联式

1.3.3混联式

1.4电动汽车的关键技术

1.5论文的主要研究内容

第二章混合动力公交车的参数选择与总体布置

2.1主要动力总成参数选择

2.1.1混合动力汽车行驶功率平衡

2.1.2发动机参数选择

2.1.3发电机参数选择

2.1.4电动机参数选择

2.1.5电池组参数选择

2.3混合动力公交车的总体布置

2.3.1发动机与电动机的布置

2.3.2电动机的布置

2.3.3蓄电池的布置

2.3.4轴荷分配计算

2.4本章小结

第三章串联混合动力公交车动力总成控制策略

3.1串联混合动力的能量流动

3.2串联混合动力总成的控制策略

3.2.1控制策略概述

3.2.2控制策略的分类

3.3 FJ6820SHB控制策略

3.4串联混合动力总成控制系统的控制算法

3.4.1串联混合动力总成中央控制器的功能和控制算法

3.4.2扭矩分配程序

3.4.3发动机—发电机组控制算法

3.4.4电动机控制算法

3.5本章小结

第四章HEV动力系统动态建模

4.1基于MATLAB/Simlink的动态建模环境

4.2 HEV动力系统主要部件动态建模

4.2.1发动机模型

4.2.2电动机模型

4.2.3电池组建模

4.3其它系统模型

4.3.1车辆模型

4.3.2车轮和车桥模型

4.4本章小结

第五章FJ6820SHEV主要性能的仿真与分析

5.1 ADVISOR2002软件介绍

5.1.1 ADVISOR2002仿真原理

5.1.2 ADVISOR2002软件的仿真界面

5.1.3 ADVISOR2002的仿真方法

5.2 ADVISOR2002的二次开发

5.3子系统模型参数输入

5.3.1整车模型数据输入

5.3.2发动机万有特性图的输入

5.4仿真设置

5.4.1选择测试循环工况

5.4.2设置性能测试选项

5.5 FJ6820公交车性能实验研究

5.5.1最高车速试验

5.5.2加速性能试验

5.5.3最大爬坡度实验

5.6仿真结果及分析

5.6.1 FJ6820SHEV动力性能仿真

5.6.2整车燃油经济性的改善

5.7本章小结

第六章总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文