混合动力客车动力系统参数匹配与控制策略研究

随着我国汽车保有量的增加及环保法规的加强，混合动力电动汽车受到越来越广泛的关注。与电动汽车和燃油汽车相比，混合动力电动汽车具有高的燃油经济性、高性能和低排放的优势。因此，许多国家政府和汽车制造商都支持和开发混合动力电动汽车。从整车效率、动力性能、续驶里程等多方面综合考虑，并联式混合动力电动客车(PHEB，Parallel Hybrid Electric Bus)更适合于城市运行工况。作者就结合混合动力电动汽车动力系统参数匹配与控制策略研究课题，做了如下几方面的研究工作： 1、对并联混合动力汽车的基本结构和工作原理进行了分析，推导了混合动力系统的功率流约束条件，并对混合动力电动汽车进行了动力学分析，在汽车布局限制的约束条件下，对ZK6891HGHEV的动力驱动系统进行了设计，根据车辆的运行状态，制定了多能源系统的工作模式。 2、对混合动力汽车动力总成的部件选型进行深入研究，提出了发动机、储能元件、电机以及变速器的选型方案，并提出了双轴并联的开发方案。最后，应用Matlab／Simulink开发环境建立了双轴并联混合动力客车整车和部件模型，并对该模型进行了充分的试验验证，为动力总成参数匹配、整车控制策略开发和整车性能分析提供了有力工具。 3、以郑州宇通ZK6891HG型客车为平台，并基于混合动力汽车的选型、建模研究，进行了混合动力总成部件参数的匹配研究。首先通过对各总成选型分析，选择了发动机、电机、电池、变速箱等部件，接着根据性能指标，确定了发动机、电机、电池等部件参数匹配，同时，根据优化的控制策略，对部件参数进行了优化和确认。最后对整车进行了性能仿真分析。仿真结果表明，所确定的部件参数能够满足项目开发目标。 4、在对几种常见的混合动力客车控制策略分析、比较的基础上，在保证发动机最高燃油效率的前提下，为实现蓄电池充放电平衡。设计了一种模糊控制控制策略。考虑在城区和城郊两种工况循环下，分别对混合动力客车进行了电气辅助和模糊优化控制策略的仿真分析，并和传统的内燃汽车进行了同等条件下的比较分析，仿真结果表明ZK6891HGHEV整车结构合理，采用混合控制比传统的内燃汽车在燃油和排放方面均有有效的改善。