摘 要

由于化石燃料的日益枯竭和环境污染的不断加剧，汽车行业正在为下一代汽车寻找更清洁、更高效的动力系统。混合动力汽车(HEV)的动力系统是由内燃机和电动机共同驱动的，与传统汽车相比，它具有良好的燃油经济性，和纯电动汽车相比，具有更出色的行驶里程。

本文主要以ISG并联混合动力汽车为研究对象，选用超级电容作为辅助动力源。根据市面上已有的车辆参数和设计要求，对汽车的动力系统各部件进行了参数匹配。发动机主要依据动力性要求的功率进行匹配，电机则参照了市面已有的ISG电机功率，超级电容则依照电压进行匹配。

并联混合动力汽车的仿真模型建立在Cruise平台上，并于NEDC循环工况下进行了汽车动力性和经济性的仿真模拟。最后和相同功率的传统燃油车做对比，结果表明：本次符合设计要求，在相同功率情况下混合动力汽车的最高车速和百公里加速时间优于传统燃油车，燃油经济性更是提高了30%。

关键词：并联混合动力汽车；ISG；超级电容；动力系统；仿真

Abstract

Now the excessive use of fossil fuels, environmental problems are also increasing. The automobile industry is looking for cleaner and more efficient power systems for the next generation of vehicles. The hybrid electric vehicle (HEV) is a power system that combines an internal combustion engine with an electric motor. It has good fuel economy compared to conventional vehicles and a superior range compared to pure electric vehicles.

In this thesis, ISG parallel hybrid vehicle is the subject of the study, and ultracapacitors are selected as the auxiliary power source. According to the existing vehicle parameters and market power requirements, match the vehicle power system component parameters. The engine is matched mainly according to the power, the motor is based on the existing ISG motor power on the market, and the supercapacitor is matched according to the voltage.

A simulation model of parallel hybrid electric vehicle was built on Cruise platform. And the vehicle dynamic performance and economy were simulated under NEDC cycle condition. Finally, compared with the traditional fuel vehicle of the same power, the results show that: in accordance with the design requirements, the hybrid electric vehicle is superior to the traditional fuel vehicle with the same power, and the fuel economy is improved by 30%.

Key words: hybrid vehicle; ISG; supercapacitor; powertrain; simulation

目录

摘要 I

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本文的研究路线 2

1.4研究的主要内容 3

第2章 并联混合动力汽车的动力总成设计 4

2.1混合动力系统方案选型 4

2.2动力系统各部件的选型 5

2.3动力系统各部件的参数匹配 7

2.4本章小结 11

第3章 混合动力汽车模型的构建 12

3.1 AVL Cruise软件的介绍 12

3.2各部件模型介绍 12

3.3整车模型的构建 16

3.4仿真任务的建立 17

3.5本章小结 18

第4章仿真计算和结果分析 19

4.1最高车速的计算与对比 19

4.2爬坡度的计算与对比 19

4.3百公里加速时间的计算与对比 21

4.4汽车经济性的对比 22

4.5本章小结 22

第5章 工作总结与展望 23

5.1工作总结 23

5.2展望 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

能源紧缺与环境恶化问题已日趋严重，人们对汽车行业发展给环境所带来的一系列负面影响也逐渐重视起来。采用新能源汽车代替传统燃油车是大势所趋，然而在短期时间内，电动汽车续航里程短和充电设施少的问题还无法得到解决，这些因素限制了纯电动汽车的发展。兼具燃油车和纯电动汽车特点的混合动力汽车应用无疑是解决此问题的重要途经，混合动力汽车不仅有着发动机可以持续工作，动力性有保障的优点，还可以节约能源、减少排放，极具产业化和市场化前景。

混合动力汽车按动力系统的布置可分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混联式混合动力汽车^[1]，其中以并联混合动力汽车的应用较为广泛。并联混合动力汽车拥有内燃机和电机两套驱动系统，牵引电机容量较小，能量传递损失低，可以在复杂的工况下使用^[2]。

并联混合动力汽车的动力总成结构与参数设计对车辆的经济性与动力性起决定性作用，并且通过优化控制可以控制发动机、电动机处在最佳工作区，动力性能够保证的同时能源也可高效利用，也可以实现再生制动能量回收，进一步提高能源利用率，从而大幅度减少污染排放。动力系统的设计主要为发动机、电动机、超级电容的参数匹配与结构布置，优化系统配置，充分发挥各部件的具体作用来提高系统能源利用效率。而在动力系统设计基础上可以建立仿真模型对其进行性能仿真来分析车辆在实际工况下的动态性能和经济性能，依此判断车辆是否达到设计需求。进行并联混合汽车动力系统设计和性能仿真对车辆的实际生产和节能减排有着重要的指导意义。

1.2国内外研究现状