液压混合动力车辆再生制动系统仿真及参数优化

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1、液压混合动力车辆再生制动系统仿真及参数优化SimulationandParameterOptimizationofRegenerativeBrakingSystemofHydraulicHybridVehicle作者姓名：秦雨默专业名称：机械设计及理论指导教师：李风副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月30日摘要混合动力技术中，液压传动技术具有高的功率密度、全充全放能力强等优点，而且液压系统在重量和制动效率上占有一定的优势，能回收大部分的制动能量并再利用。所以将液压系统应用在混合动力车辆上，可以有效地提高车辆的燃油经济性，减少废气排放和降低了噪声

2、污染，并联式混合动力对原车的传动系改动是最小，因此本文围绕并联液压混合动力车展开研究。液压混合动力系统的布局形式和参数匹配对燃油经济性和整车性能有很大影响，所以本文结合国家自然基金项目（项目号：51075179）从液压混合动力的耦合方案、液压再生制动系统的参数匹配、参数影响规律分析等方面进行了研究，提出了一种多目标优化方法，主要的研究工作如下：1.液压再生制动系统构型选择及参数匹配对混合动力的蓄能形式和液压混合动力车辆的串、并和混联形式进行对比分析，选用并联式液压系统作为混合动力车的再生制动装置，并对液压再生制动系统的参数匹配进行了介绍。2.液压再生制动系

3、统耦合方案分析根据发动机与液压系统的耦合位置不同和是否为压力供油而得到四种耦合方案，对四种耦合方案的液压系统进行参数设计并建立了AMESim仿真模型，用环比评分法从燃油经济性、动力性能和系统成本三方面进行综合评价。发动机与液压系统在变速器前耦合且为压力供油的液压混合动力系统方案的燃油经济性最好，综合评比分数最高，所以本文选择前耦合压力供油的方案为研究对象。3.液压再生制动系统参数影响规律分析研究了液压再生制动系统参数液压泵/马达排量、蓄能器容积、预充压力、工作压力和转矩耦合器传动比等对车辆性能的影响，并总结了上述参数的影响规律。4.液压再生制动系统参数优化

4、根据双层规划法和组合优化法的思路，提出了一种多目标优化方法—分级多目标优化，将燃油消耗和排放作为一级优化目标，将起步加速时间作为二级优化目标；根据参数匹配规则和影响规律分析选取设计变量，采用优化拉丁超立方试验方法选取样本点，Kriging方法构建目标函数的代理模型。选用NSGA-II和NLPQL作为一级和二I级优化的算法，应用模糊评价方法从多目标优化的Pareto解集中获得折衷解。为了验证本文所提出的分级多目标优化方法的正确性，进行了以燃油消耗和排放为优化目标，以起步加速时间为约束条件的单层多目标优化。通过结果对比，表明本文提出的分级多目标优化方法可以用来

5、解决燃油消耗、排放及其的动力性能三者之间的优化设计问题。关键词：液压混合动力，耦合方案分析，多目标优化，组合优化，模糊评价法IIAbstractInhybridpowertechnology,thehydraulictransmissiontechnologyhastheadvantagesofthehigherpowerdensityandthestrongerabilityoffullcharginganddischarging,andthehydraulicsystemoccupiesabsoluteadvantagesinweightandbrak

6、ingefficiency,andthemostofbrakingenergycanberecycled.Sotheapplicationofhydraulicsystemonthehybridvehiclecaneffectivelyimprovethefueleconomy,significantlyreduceexhaustemissionsandthenoisepollution.Duetoparallelhybridvehiclehasthesmallestmodificationtotheoriginaldrivingsystem,sothep

7、arallelhybridvehicleisselectedastheresearchobjective.Theconfigurationschemeandparametersmatchingofthehydraulichybridsystemhaveagreatinfluenceonthefueleconomyandvehicleperformance.Thereforethecouplingschemeofvehicle,theparametersdesignandtheparameterinfluenceanalysisofthehydraulics

8、ystemareresearchedcombinedbytheNa