摘 要

随着经济的发展，全球环境的恶化以及石油资源的日渐枯竭，传统的纯燃油汽车已经很难减轻对环境的污染问题，与此同时，低排放、高性能、低油耗的新型Plug-in柴电混合动力汽车（Plug-in HEV）走进了人们的视线。国家在十五期间通过了“863”计划，设立了电动汽车重大专项，混合动力电动汽车产业化技术成为了其中极为关键的一环。

本文以Plug-in柴电混合动力汽车作为研究对象，选用帝豪GL智享版型国产汽车作为基础车型，将其升级为可外接充电式柴电混合动力汽车。对比串联、并联及混联三种驱动结构的优缺点，确定结构型式为并联型驱动系统，建立混合动力系统。对构成驱动系统的主要部件进行选型，对具体数据设计。利用汽车仿真软件ADVISOR对主要部件的模型进行构建，通过其内嵌的数据进行修改，设置仿真参数，分别在NEDC工况、1015工况及HWEFT工况下进行仿真，分析其动力性、经济性和排放上的差异。同时，通过控制变量法，分别改变车辆的整车重量、滚动阻力系数、空气阻力系数及迎风面积，单独分析它们各自的变化对燃油经济性的影响。

通过对 Plug-in柴电混合动力汽车的动力系统进行设计，对所设计汽车的性能进行分析研究，为可外接充电式混合动力汽车的设计提供一个具体的思路和理论依据。

关键词：柴电混合动力汽车；Plug-in；仿真；经济性；影响因素

Abstract

With the development of economy, the deterioration of global environment and the exhaustion of oil resources, the traditional pure fuel vehicles have been difficult to reduce the environmental pollution. At the same time, the new plug in hybrid electric vehicle (plug in HEV) with low emissions, high performance and low fuel consumption has come into people's attention. During the Tenth Five-Year Plan period, the state passed the "863" plan and set up a major special project for electric vehicles, in which the industrialization technology of hybrid electric vehicles has become a key link.

In this paper, the plug-in diesel electric hybrid vehicle is taken as the research object, and the domestic model of Di Hao GL intelligent sharing model is selected as the basic model, which is upgraded to the external charging diesel electric hybrid vehicle. By comparing the advantages and disadvantages of series, parallel and hybrid drive structures, the parallel drive system is determined and the hybrid power system is established. The main components of the driving system are selected and the specific data are designed. The main components of the model are built by using the vehicle simulation software advisor, and the embedded data are modified. The simulation parameters are set. The simulation is carried out under NEDC, 1015 and HWEFT conditions respectively, and the differences in power, economy and emission are analyzed. At the same time, through the control variable method, the vehicle weight, rolling resistance coefficient, air resistance coefficient and windward area are changed respectively, and the influence of their changes on fuel economy is analyzed separately.

Through the design of the power system of plug in diesel electric hybrid vehicle, the performance of the designed vehicle is analyzed and studied, which provides a specific idea and theoretical basis for the design of the external charging hybrid vehicle.

Keywords: Diesel-Electric Hybrid Vehicle; Plug-in; Simulation; Economy; Influencing Factor

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 5

1.1 研究背景和意义 5

1.2 Plug-in柴电混合动力汽车的定义及优缺点 5

1.3 国外及国内混合动力汽车研究现状 6

1.3.1 国外研究现状 6

1.3.2 国内研究现状 7

第2章 Plug-in柴电混合动力汽车动力系统的分类及选型分析 9

2.1 汽车动力系统的分类 9

2.1.1 串联式驱动系统的结构特点 9

2.1.2 并联式驱动系统的结构特点 10

2.1.3 混联式驱动系统的结构特点 11

2.2 三种驱动系统的对比及确定驱动系统的结构型式 11

第3章 构成驱动系统的主要部件的选型及各参数的设计 13

3.1 电机的选型及参数的计算和设计 13

3.1.1 额定功率 13

3.1.2 峰值功率 13

3.1.3 额定转速、额定转矩、最大转速、最大转矩 13

3.2 发动机的选型及参数的计算和设计 14

3.3 电池组的选型及参数的计算和设计 14

3.4 传动系参数的确定 15

第4章 Plug-in柴电混合动力汽车动力系统主要部件模型的建立 16

4.1 仿真软件介绍 16

4.2 并联型驱动系统整车模型的建立 16

4.3 电机模型的建立 17

4.4 发动机模型的建立 18

4.5 动力电池模型的建立 19

4.6 车体模型的建立 20

第5章 仿真结果的分析 21

5.1 动力性分析 21

5.2 燃油经济性分析 21

5.2.1 NEDC工况循环下的仿真结果 22

5.2.2 1015工况循环下的仿真结果 23

5.2.3 HWFET工况下的仿真结果 24

5.3 三种工况下燃油经济性的对比 25

5.4 整车主要参数设计对燃油经济性的影响 25

5.4.1 整车重量对燃油经济性的影响 26

5.4.2 滚动阻力系数对燃油经济性的影响 27

5.4.3 空气阻力系数对燃油经济性的影响 28

5.4.4 迎风面积对燃油经济性的影响 29

第6章 全文总结及未来研究展望 30

6.1 全文总结 30

6.2 研究展望 30

致 谢 31

参考文献 32

绪论

研究背景和意义

时代的改变伴随着经济的增长，与此同时，汽车产量也随着增长。汽车的大量生产和广泛使用意味着将对环境、能源及道路安全带来严峻的挑战。为解决这一问题，纯电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）及燃料电池汽车（FCEV）这三种新型汽车进入了我们的生活，给我们的生活带来了不一样的体验，人们开始不用频繁去加油站加油，而采用更便捷的方式，在家里用家庭电网直接对汽车进行充电。但我国目前对电池的利用率不高，不能充分利用电池所释放的能量，同时，电池较短的使用寿命依然是一个很大的问题。因此，作为过渡，混合动力汽车的出现很好的解决了这一问题，又可以减少汽车的排放污染，就目前而言，它符合目前全球的主流价值观，节能与环保，在解决石油短缺问题的情况下，又可以减少排放污染，是未来全世界汽车发展的新趋势。

在“十五”期间，国家高技术研究发展计划（863计划）的提出，设立了电动汽车重大专项，整车技术、关键零部件技术研究、测试平台的建设及“人才、专利和技术标准”三大战略等四个主要组成部分成为该项计划顺利实施的重中之重，保证专项技术按既定目标，有计划、有组织的稳步推进。