论文总字数：19591字

摘 要

如今环境的污染越发严重，能源的消耗也越来越大，各国都致力于研究更好的减少污染，节约能源的技术。和传统汽车相比，混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）具有更出色的经济性并且对环境更友好，但 HEV的能量分配控制技术更加复杂，分配好两个动力源的功率可以提高整车效率，更好的节能减排。因此，HEV技术的研究对于减少环境的污染和能源的消耗有重大意义。

本文首先介绍了混合动力汽车的研究背景，发展现状，不同的结构形式等，然后基于ADVISOR2002软件，分析了并联混合动力车型本田insight在软件中的仿真模型以及其动力系模块和部分传动系模块，分别应用了电辅助控制和模糊控制两种策略做仿真计算，得出两种控制策略的仿真结果，设置测试条件，选择循环工况，对其进行仿真计算，相比于较简单的电辅助控制策略，模糊控制策略的应用使整车性能得到了更好的提升，通过此结果发现更优的控制策略可以使汽车性能有巨大的提升。

关键词:并联式混合动力汽车 ADVISOR 能量控制策略 汽车性能

Abstract

Nowadays, the pollution of environment is more and more serious, energy consumption is also increasing, countries are committed to research to better reduce pollution, energy conservation technology. Compared with traditional Vehicle, Hybrid Electric Vehicle (HEV) has better economy and environment-friendly, but HEV's energy allocation and control technology is more complex, better Energy Saving and emission reduction. Therefore, the development of HEV is more helpful to reduce environmental pollution and energy consumption.

This paper first introduces the research background of hybrid vehicles, the development status quo, different structural forms, and so on, and then based on ADVISOR2002 software, analyzes the top-level model of parallel hybrid model Honda insight in the software and its powertrain module and part of the drive train module, respectively, applies the two strategies of electrical aid control and fuzzy control to do simulation calculations, obtains the simulation results of the two control strategies, sets test conditions, selects the cycle conditions, and calculates the simulation. Compared with the simpler electric auxiliary control strategy, the application of fuzzy control strategy has improved the performance of the whole vehicle, and the results of this result show that better control strategy can make the car performance have a great improvement.

Key words: Parallel hybrid vehicle ADVISOR energy control strategy

The vehicle performance

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景和研究意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1混合动力汽车国内外发展现状 1

1.2.2混合动力汽车能量管理研究现状 1

1.3 混合动力汽车的分类及其结构特点 2

1.3.1 串联式混合动力汽车及结构 2

1.3.2 并联式混合动力汽车及结构 3

1.3.3 混联式混合动力汽车及结构 4

1.4 本文主要研究内容 5

第二章 基于ADVISOR的并联式混合动力汽车仿真 6

2.1 ADVISOR仿真软件 6

2.1.1 ADVISOR仿真软件介绍 6

2.1.2 ADVISOR软件仿真方法 6

2.2 基于ADVISOR的并联混合动力汽车的分析 7

2.3 并联式混合动力汽车主要部件仿真模块 8

2.3.1 发动机模块 8

2.3.2 电机模块 10

2.3.3 能量存储电池模块 12

2.3.4 整车模块 15

2.3.5 变速器模块 17

2.4 ADVISOR仿真的实现 18

2.5 本章小结 20

第三章 基于电辅助能量控制策略的仿真计算 21

3.1 并联混合动力汽车电辅助能量控制策略 21

3.2 基于并联电辅助控制策略的仿真 22

3.2.1 道路循环工况的选择 23

3.2.2 爬坡度和加速度测试的设置 23

3.2.3 仿真结果的分析 24

3.3 本章小结 26

第四章 基于模糊控制策略的仿真计算 27

4.1 并联混合动力汽车的模糊控制策略 27

4.2 模糊控制器 27

4.3 模糊控制策略与电辅助控制策略的仿真对比分析 28

4.4 本章小结 32

第五章 结论和展望 33

5.1 结论 33

5.2 展望 33

参考文献 34

致谢 35

第一章 绪论

• 1. 研究背景和研究意义

如今随着世界的发展，能源消耗和环境污染的问题也更加突出，汽车工业属于问题源的主要部分。混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle,HEV）是传统燃油汽车和电动汽车的结合，是两者优点的结合，可以很好的减少油耗以及排放并且具有较强的动力性，具有产业化、市场化的潜力和广阔的前景^[1]。对于HEV的进一步研究可以在满足各国交通和经济发展需要的同时，实现节约能源和减少污染的目的。混合动力汽车的核心是能量控制策略，HEV动力系统是由内燃机和电动机组成，多个动力源和其他部件的配合可以运行多种不同的工作模式，这使动力系统变得复杂，好的能量管理策略可以合理的分配发动机和电池的功率，使整车的性能得到优化^[2]。通过计算机进行混合动力汽车系统建模和仿真实验，开发出更好的能量控制策略可提高HEV的工作效率，提升其性能，具有重要意义和实用价值。

• 1. 国内外研究现状

1.2.1混合动力汽车国内外发展现状

以日本为代表的国外的混合动力汽车，发展早，技术更成熟，专利数量多。日本丰田是第一家上市混合动力汽车的公司，它在20世纪90年代末即上市第一台HEV(Toyota Prius),并且在全球取得了销量上的巨大成功，如今，HEV量产能力最强的依然是日本的丰田，它站在混合动力汽车领域的领头位置，日本的混合动力汽车占据了较多美国汽车市场的份额。美国的三大汽车公司也推出了混合动力汽车的车型，并投入大量资金研究更有效的可以提升HEV性能的先进技术。

国内也在紧锣密鼓的进行着汽车产业的变革，不断向前推进改变，根据未来趋势不断对汽车的发展做出调整，也看重新能源汽车的潜力。我国新能源汽车的研究从1970年开始，和日本和欧美等国家相比，起步较晚，但发展迅速。我国政府每年都会出台相关政策推动新能源汽车的发展，包括减免税款，补贴新能源汽车等措施，鼓励和引导新能源汽车进入市场。目前我国许多汽车公司都在积极的研发混合动力汽车技术，如长安、吉利、比亚迪等，这种研发方向符合我国的发展趋势和发展目标，更好的推动我国高新技术的前进。

1.2.2混合动力汽车能量管理研究现状

混合动力汽车的动力系统包括传统发动机、电动机、蓄电池组，内燃机和电力驱动的能量分配是HEV的核心，要尽量使整车的工作效率最高。并联式混合动力汽车能量管理策略可分为四类：基于规则的逻辑门限控制策略、全局最优控制策略、瞬时最优控制策略和智能控制策略,基于规则的能量控制策略可分为确定性规则控制和模糊规则控制^[4]。李高等人先构建了发动机、电动机、蓄电池组等部件的模型，建立模糊控制器，并对模糊控制进行了优化，模糊控制策略即时性较好，有突发情况时仿真结果稳定性比较好，但模糊控制策略的全局性不是很好，需要额外的优化算法来弥补模糊控制策略的不足，经过软件MATLAB/ADVISOR的仿真，得出这种控制策略是更优的结果，它使汽车性能得到优化^[8]。

现存能量控制策略的发展应逐渐完善混合动力汽车模型，改善汽车换档等细节变化，建立并完善驾驶员模型等，并且控制策略不仅要考虑到经济性，还应考虑汽车在各种工况下工作时的排放性，部件可靠性，电池使用时长等^[13]，从而实现HEV的综合优化。

• 1. 混合动力汽车的分类及其结构特点
     1. 串联式混合动力汽车及结构

串联式混合动力的动力系包括发动机、发电机、电动机和蓄电池，前三者间采用串联方式连接。

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