商用车混合动力系统关键技术

本书以市场应用最广泛的行星混合动力车为突破口，围绕国内自主开发行星混动商用车的几个主要关键问题：商用车的工况及合成技术、行星式混合动力商用车参数设计方法、混合动力系统能耗分析方法、能量管理优化策略技术、高品质动态协调控制策略，针对物流车行星混合动力系统的设计、节能潜力与整车台架测试技术开展实际工程应用研究，新能源汽车整车开发主要技术难点是混合动力系统，特别是多动力源行星耦合的复杂混动系统，这是整个新能源汽车的重要关键一环。本书从商用车的特定性能需要出发，以整车关键性能以及设计、控制相互关联的技术角度逐步切入，由简而深对该领域进行系统论述，对新能源汽车其他类型车辆开发同样具有指导意义。

  

丛书序
前言
第1章绪论1
1.1行业发展背景1
1.2典型商用车混合动力系统2
1.2.1构型分类2
1.2.2行星式混合动力系统国内外产品现状4
1.2.3行星混联系统关键技术10
1.3本章小结14
第2章商用车行驶工况分析16
2.1法规工况分析16
2.1.1中国城市客车工况16
2.1.2C-WTVC17
2.2实车典型工况构造19
2.2.1工况数据处理方法19
2.2.2统计学评价指标选取23
2.2.3原始工况数据特征分析27
2.2.4基于马尔可夫的工况合成30
2.2.5工况构造结果35
2.3本章小结37
第3章商用车行星式混合动力系统参数设计方法38
3.1行星混联系统动力学分析38
3.2参数匹配方法39
3.2.1基本控制策略选择40
3.2.2基于稳态工况的发动机选型41
3.2.3基于效率特性的特征参数确定41
3.2.4基于功率分流特性匹配其他部件43
3.3基于城市客车的参数设计45
3.3.1城市客车基本参数45
3.3.2核心控制思想的确定46
3.3.3发动机选型46
3.3.4基于工况的各部件参数匹配47
3.3.5参数匹配总结53
3.3.6仿真验证54
3.4基于公路客车的行星混动构型与其他构型参数设计58
3.4.1公路客车基本参数58
3.4.2公路客车XCVT构型参数匹配58
3.4.3公路客车C-XCVT构型参数匹配68
3.4.4公路客车P2并联构型参数匹配73
3.4.5仿真验证78
3.5基于重型卡车的参数设计85
3.5.1需求及特征分析86
3.5.2构型优选86
3.5.3匹配计算87
3.5.4仿真验证96
3.6本章小结102
第4章商用车混合动力系统能耗分析方法104
4.1基于能量计算的理论油耗模型104
4.1.1混合动力系统内部能量流分析105
4.1.2平均综合传动效率定义106
4.1.3混合动力系统理论油耗计算模型108
4.2基于理论油耗模型的节油贡献分析108
4.2.1理论综合油耗增量计算模型109
4.2.2节油量与节油贡献率定义109
4.3不同构型理论油耗模型验证110
4.3.1目标构型与整车基本参数110
4.3.2基本控制策略——带约束DP优化算法112
4.3.3理论油耗模型验证114
4.4各因素节油贡献率讨论115
4.41再生制动能量回收节油贡献率115
4.4.2发动机平均燃油消耗率节油贡献率118
4.4.3平均综合传动效率节油贡献率120
4.5本章小结124
第5章商用车行星式混合动力系统能量管理优化策略125
5.1发动机很优控制策略125
5.1.1控制策略顶层模块126
5.1.2主控制模块127
5.2瞬时很优控制策略134
5.2.1系统效率特性分析134
5.2.2瞬时很优工作点求解139
5.2.3瞬时很优策略验证及分析141
5.3全局优化控制146
5.3.1优化边界求解149
5.3.2全局优化结果150
5.4基于规则提取的在线控制方法153
5.4.1优化控制规则研究154
5.4.2基于二次型调节器的电量修正策略162
5.4.3LP-IOC策略验证165
5.5智能优化能量管理策略173
5.5.1车联网技术的发展与应用173
5.5.2融合智能网联信息的行驶环境预测175
5.5.3基于智能优化算法的能量管理策略177
5.6本章小结178
第6章动态协调控制策略179
6.1整车动力学分析179
6.2传统PID控制器介绍.182
6.3基于MPC的发动机起动阶段控制185
6.3.1电机MG1转矩协调控制185
6.3.2电机MG2主动补偿控制189
6.3.3仿真验证190
6.4基于EKF和MPC的稳态阶段控制193
6.4.1基于EKF的发动机响应特性辨识193
6.4.2基于MPC的稳态阶段控制195
6.4.3仿真验证197
6.5本章小结199
第7章行星式混合动力物流车201
7.1物流车行星混动系统方案设计201
7.1.1整车参数与动力性指标202
7.1.2行星排特征参数选取203
7.1.3主减速比选取205
7.1.4超级电容匹配211
7.1.5参数匹配总结213
7.2物流车整车控制策略214
7.2.1附件控制策略214
7.2.2动态协调控制策略219
7.3行星式物流车台架试验230
7.3.1行星混联系统台架试验基本介绍230
7.3.2行星混联系统台架试验方案232
7.3.3台架试验及结果分析232
7.4本章小结237
参考文献239