曾小华——博士论文——混合动力客车节能机理与参数设计方法研究,很牛.pdf

提 要 提 要 提 要 混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle, HEV）采用内燃机和电动机作为动力源， 能改善汽车在各种行驶工况下的燃油经济性、 尾气排放以及其它使用性能，是当前电动汽车中最具有产业化前景的车型本文以国家“863”电动汽车重大专项为依托， 围绕混合动力城市客车的节能机理、 总成主要特性参数设计方法及优化设计等关键环节开展了研究工作 混合动力汽车的能量消耗特点、 节能途径及节能最大潜力的分析， 即混合动力汽车的节能机理研究， 是整个混合动力汽车研究的一个重要基础， 对混合动力汽车的设计和控制具有重要的指导意义因此，进行混合动力汽车的节能机理研究，为混合动力汽车设计提供依据，并系统地研究混合动力汽车重要特性参数——混合度的设计方法，是本文的主要研究内容，也是本文的主要创新点 本文首先提出混合动力客车节能机理研究的总体思想， 建立混合动力客车的能量消耗分析模型，研究其能量消耗特点，探求节能途径，并定量分析混合动力汽车在各节能途径上的贡献率和节能潜力 提出混合动力汽车参数设计的核心问题是混合度的合理确定，建立了并联式混合动力汽车混合度的设计方法针对混合动力城市客车设计要求，重点讨论混合度设计约束条件、边值条件及其计算方法， 并对与混合度设计密切相关的电池容量确定和电池荷电状态（State Of Charge, SOC）估计方法进行了研究。

应用正交优化设计方法分析了混合动力客车的主要参数对燃油经济性的影响水平， 寻找最优参数组合 利用自主设计的多能源控制系统进行了实车试验， 间接验证总成特性参数设计的合理性，并结合试验与节能机理的研究成果为下轮样车的性能改善提供指导建议 本文研究成果是混合动力汽车研究的重要理论基础， 对掌握混合动力汽 车关键技术，形成混合动力汽车自主开发能力，具有重要的指导和现实意义 目 录 I目 录 第 1 章 绪论.......................................................................................1 1.1 混合动力汽车研究现状 ..............................................................................1 1.2 混合动力汽车节能机理研究意义与现状 ..................................................2 1.2.1 混合动力汽车的节能途径 ................................................................3 1.2.2 混合动力汽车节能机理研究意义 ....................................................4 1.2.3 混合动力汽车节能机理研究现状 ....................................................5 1.3 混合动力汽车特性参数设计的研究意义与现状 ......................................6 1.3.1 混合动力汽车特性参数设计问题 ....................................................6 1.3.2 特性参数设计与混合度 ...................................................................7 1.3.3 研究混合度设计方法意义 ...............................................................9 1.3.4 混合度设计研究现状 ........................................................................9 1.4 混合动力汽车参数优化设计研究现状 ....................................................10 1.5 论文主要研究内容 ...................................................................................12 第 2 章 混合动力客车节能机理研究 ............................................14 2.1 混合动力客车节能机理总体研究思想 ...................................................14 2.2 能量消耗分析模型 ....................................................................................16 2.2.1 整车动力学建模 .............................................................................17 2.2.2 车轮能量计算模型 .........................................................................20 2.2.3 机械传动轴等效模型 .....................................................................20 2.2.4 发动机能量计算模型 ......................................................................21 2.2.5 电机能量计算模型 ..........................................................................22 2.2.6 电机逆变器能量计算模型 .............................................................24 2.2.7 电池能量计算模型 ..........................................................................25 2.3 传统城市客车能量消耗分析 ...................................................................26 2.3.1 典型城市公交客车循环工况 ..........................................................27 2.3.2 整车制动工况下的能量损耗 .........................................................30 2.3.3 发动机怠速模式下燃油消耗 .........................................................32 吉林大学博士学位论文 II2.3.4 整车传动系工作效率 .....................................................................34 2.3.5 能量消耗特点及混合动力节能途径 .............................................35 2.4 混合动力城市客车的节能机理研究 .......................................................36 2.4.1 混合动力客车整车参数 ..................................................................36 2.4.2 再生制动能量回收的节能贡献 ......................................................37 2.4.3 消除怠速的节能贡献 .....................................................................40 2.4.4 减小发动机（downsize）的节能贡献..........................................42 2.4.5 发动机工作区域控制的节能贡献 ..................................................45 2.5 混合动力城市客车总节能潜力分析 ........................................................46 2.6 本章小结 ...................................................................................................49 第 3 章 混合动力客车特性参数设计方法研究 ............................51 3.1 混合度对整车的影响 ...............................................................................51 3.2 混合度设计方法 .......................................................................................54 3.2.1 混合度设计问题描述 .....................................................................55 3.2.1.1 混合动力汽车设计问题 ........................................................55 3.2.1.2 混合动力汽车混合度设计的数学描述 ................................57 3.2.2 混合度设计中循环工况的选择 ......................................................58 3.2.3 动力源总功率设计方法 .................................................................59 3.2.4 约束条件 SOC 平衡方法................................................................61 3.2.5 混合度边值条件 .............................................................................63 3.2.5.1 最大边值条件 ........................................................................63 3.2.5.2 最小边值条件 ........................................................................67 3.2.6 混合度优化求解 .............................................................................69 3.。