长安混合动力汽车排放控制研究

【摘要】： 为解决能源短缺和大气污染问题,开发节能环保汽车已经成为汽车工业的发展方向。混合动力汽车作为公认的节能环保型汽车,正成为汽车行业研发的热点之一。由于混合动力汽车动力系统中有电动系统参与工作,从而可以限制发动机的工作区域,以减少油耗和降低排放。在混合动力汽车结构及参数一定的条件下,通过控制策略实现能量在发动机和电机间的合理分配,可使发动机工作在低油耗、低排放的区域,从而实现对整车油耗和排放的控制。 本文以长安混合动力汽车为研究对象,对混合动力汽车的排放控制进行了理论研究,并以燃油经济性和排放性能为控制目标,制定了模糊逻辑控制策略。主要的工作内容如下: (1)分析了汽车排放污染物(HC、CO、NOx)的危害、生成机理及影响因素、汽车排放控制的基本方法、汽车排放控制技术的发展状况和混合动力汽车在排放控制方面所采用的先进技术。通过对以上内容的分析,为本文研究对象的排放控制提供理论依据。 (2)在发动机、ISG电机和NiMH蓄电池的试验基础上,采用插值和拟合等方法,对试验数据进行处理,建立了动力系统的数值模型。同时,还分析了排放的数学模型,并利用排放数据建立了三种排放污染物的数值模型。 (3)在分析控制策略设计要求和对现有的、较为成熟的并联式混合动力汽车控制策略进行研究的基础上,针对本文的研究目标,提出了以燃油经济性和排放为控制目标的模糊逻辑控制策略,并建立了控制策略模块。 (4)分析了长安混合动力汽车的排放试验,并在实验的基础上,对稳态和瞬态下的排放进行了研究,并提出了相应的控制方法。 (5)在分析ADVISOR仿真软件建模过程的基础上,结合本文研究的车型,对ADVISOR进行了二次开发,建立了长安混合动力汽车的仿真模型。利用仿真模型对发动机优化转矩的权值选取进行了仿真分析,同时还在典型工况下采用不同控制策略进行了仿真和分析。 综上所述,本文对长安混合动力汽车的排放控制进行了理论分析和仿真研究,为混合动力汽车的排放控制提供了一定的理论参考。 【关键词】：混合动力汽车 排放控制 控制策略 模糊逻辑 仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 汽车排放污染物及其危害8-9
• 1.2 汽车排放污染物的生成机理及影响因素9-12
• 1.2.1 碳氢化合物（HC）的生成机理及影响因素9-10
• 1.2.2 一氧化碳（CO）的生成机理及影响因素10-11
• 1.2.3 氮氧化合物（NOx）的生成机理及影响因素11-12
• 1.3 汽车排放控制技术的发展状况12-14
• 1.3.1 汽车排放控制基本方法12-13
• 1.3.2 汽车排放控制技术的发展历程13-14
• 1.4 混合动力汽车发展概况14-19
• 1.4.1 混合动力汽车发展背景和现实意义14-16
• 1.4.2 混合动力汽车的分类及特点16-17
• 1.4.3 混合动力汽车排放控制的发展现状17-19
• 1.5 本课题的研究意义及主要内容19-20
• 1.5.1 本课题的来源和意义19
• 1.5.2 本课题研究的主要内容19-20
• 2 长安混合动力汽车动力系统模型及排放模型的建立20-34
• 2.1 动力系统模型21-29
• 2.1.1 发动机模型21-24
• 2.1.2 电机模型24-26
• 2.1.3 蓄电池模型26-29
• 2.2 排放模型29-33
• 2.2.1 排放理论模型29-31
• 2.2.2 排放数值模型31-33
• 2.3 本章小结33-34
• 3 长安混合动力汽车控制策略研究34-52
• 3.1 混合动力汽车控制策略的设计要求34
• 3.2 并联式混合动力汽车控制策略研究34-43
• 3.2.1 电辅助式控制策略35-37
• 3.2.2 自适应控制策略37-38
• 3.2.3 模糊逻辑控制策略38-40
• 3.2.4 本田Insight 电辅助式控制策略40-41
• 3.2.5 基于不同控制策略的仿真结果对比41-43
• 3.3 长安混合动力汽车工作模式分析43-45
• 3.4 长安混合动力汽车控制策略的制定45-51
• 3.4.1 模糊理论概述45-47
• 3.4.2 模糊控制器的设计47-51
• 3.5 本章小结51-52
• 4 长安混合动力汽车稳态和瞬态工况的排放研究52-64
• 4.1 传统汽车在不同工况下的排放52-53
• 4.2 长安混合动力汽车排放试验53-56
• 4.2.1 ECE+EUDC 循环工况分析53-54
• 4.2.2 排气取样系统及排气分析仪器简介54-55
• 4.2.3 污染物排放量的计算55-56
• 4.3 长安混合动力汽车的稳态排放特性56-59
• 4.4 长安混合动力汽车的瞬态排放特性59-63
• 4.4.1 起动工况59-60
• 4.4.2 加速工况60-61
• 4.4.3 减速工况61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 基于ADVISOR 的排放控制仿真及分析64-80
• 5.1 ADVISOR 仿真软件简介64-66
• 5.2 ADVISOR 中混合动力汽车主要部件的建模实现66-70
• 5.3 ADVISOR 的二次开发70-73
• 5.4 在典型循环工况下的仿真和分析73-78
• 5.4.1 权值选取的对比研究73-76
• 5.4.2 不同控制策略下的仿真和分析76-78
• 5.5 本章小结78-80
• 6 结论80-82
• 致谢82-84
• 参考文献84-88
• 附录A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录88-90
• 附录B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目90

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