1、汽車的發(fā)展時(shí)刻面臨著環(huán)保和節(jié)能兩大主題。世界各國(guó)政府都在探索新途徑，一方面控制汽車污染物的排放，另一方面推進(jìn)各種汽車清潔節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低排放甚至零排放、低噪聲和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今汽車研究和開發(fā)熱點(diǎn)之一。蓄電池管理技術(shù)、再生制動(dòng)、電機(jī)本體及其驅(qū)動(dòng)是并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，本文針對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。 首先，分析了各種動(dòng)力型電池的優(yōu)缺點(diǎn)，然后確定了以鋰離子電池為主的儲(chǔ)能

2、系統(tǒng)。通過對(duì)汽車行駛功率需求的建模，確定了基于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的鋰離子電池能源系統(tǒng)參數(shù)，并對(duì)基于R5421鋰離子電池充放電回路的保護(hù)進(jìn)行了深入研究。為了保護(hù)低壓附近工作時(shí)的場(chǎng)管，提出了基于CD4011鋰離子電池下限自鎖電路；為了消除鋰離子電池充放電后電壓參差不齊的現(xiàn)象，提高系統(tǒng)性能，提出了基于R5421、TL431和“飛渡電容”鋰離子電池均衡電路。較準(zhǔn)確、可靠地獲得電池SOC是并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)中最基本和最首要的任務(wù)，因?yàn)?/p>

3、SOC值直接反映了電池所處的狀態(tài)，是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車整車控制策略的重要參數(shù)之一。它是決定混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間如何進(jìn)行有效分配的依據(jù)之一，也是優(yōu)化混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng)，提高混合動(dòng)力電動(dòng)汽車車載電池使用效率，降低整車蓄電池成本的關(guān)鍵。論文分析了傳統(tǒng)SOC預(yù)測(cè)方法以及其弊病，提出了基于模糊理論的鋰離子電池SOC預(yù)測(cè)方法，在Matlab仿真環(huán)境下對(duì)鋰離子電池的SOC模糊預(yù)測(cè)進(jìn)行了仿真，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合；針對(duì)混合動(dòng)力電

4、動(dòng)汽車的特殊需要，設(shè)計(jì)了基于TMS320LF2407A鋰離子電池智能管理系統(tǒng)，并對(duì)此智能系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。 其次，對(duì)制約并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車一次充電電動(dòng)行駛里程因素進(jìn)行了研究。雖然蓄電池功率密度較低影響了其電動(dòng)路程，但是城市運(yùn)行工況下頻繁剎車以及下坡剎車能量沒有回收也是導(dǎo)致其里程較短的一個(gè)非常重要的原因。汽車的能量有30％被用于剎車，因此，合理利用電制動(dòng)，不僅為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車提供輔助制動(dòng)功能，提高混合動(dòng)力電動(dòng)汽車整車制動(dòng)性能

5、，而且還能夠通過回收制動(dòng)能量來節(jié)約能源，延長(zhǎng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的一次充電續(xù)駛里程，所以在現(xiàn)有的情況下對(duì)混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)的研究是一項(xiàng)非常有意義的工作。論文針對(duì)超級(jí)電容和蓄電池的各自優(yōu)點(diǎn)，提出了復(fù)合電源儲(chǔ)能再生制動(dòng)系統(tǒng)，并通過Matlab/simulink對(duì)復(fù)合電源的再生制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，根據(jù)復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)回收能量確定了超級(jí)電容的參數(shù)，針對(duì)多超級(jí)電容系統(tǒng)進(jìn)行了均衡設(shè)計(jì)?；趶?fù)合電源的并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略需要解決的主要問題就是如何實(shí)現(xiàn)需

6、求轉(zhuǎn)矩在發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間的最優(yōu)分配，針對(duì)邏輯門限控制的缺點(diǎn)，論文提出了基于模糊理論的控制策略，然后在ADVISOR仿真軟件的幫助下對(duì)此控制策略進(jìn)行了分析，結(jié)果表明基于模糊控制策略的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于基于邏輯門限控制策略的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的性能。 接著，對(duì)應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車雙向DC/DC變換器進(jìn)行了研究。通過對(duì)幾種常用非隔離雙向DC/DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析、比較，決定采用雙向半橋變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)雙向半橋變換器

7、的運(yùn)行模式進(jìn)行了詳細(xì)分析，根據(jù)雙向DC/DC變換器的設(shè)計(jì)要求，確定了雙向半橋變換器的元器件參數(shù)，使用仿真軟件Matlab/simulink建立了雙向DC/DC變換器的仿真模型，仿真結(jié)果證明了理論分析和計(jì)算的正確性。在此基礎(chǔ)上，討論了雙向DC/DC變換器在實(shí)際系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，并對(duì)雙向DC/DC變換器進(jìn)行了試驗(yàn)分析。 最后，對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電機(jī)高速、高

8、效、高功率密度、低脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的特殊要求，引入了新型永磁同步Halbach電動(dòng)機(jī)。在對(duì)其基本原理及特性詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，參考普通永磁同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，采用場(chǎng)路結(jié)合的方法，利用Matlab語言建立了Halbach永磁同步電動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序，并利用有限元分析軟件ANSYS建立了其有限元分析模型。在普通永磁同步電動(dòng)機(jī)DTC控制理論的基礎(chǔ)上建立了Halbach永磁同步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制模型。對(duì)基于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的Halbach永磁同步