42v混合动力汽车的动力系统仿真及特性分析

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1、—————————————————————————————————————42V混合动力汽车的动力系统仿真及特性分析—————————————————————————————————————SimulationandCharacteristicAnalysisof42VPowerSystemofHybridElectricVehicles作者姓名：周夏威专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：朱昌吉教授学位类别：学术硕士答辩日期：2015年6月4日摘要42V混合动力汽车的动力系统仿真及特性分析20世纪50年代，汽车电气系统的电压由7V变为了现在的14

2、V。7V电气系统中主要是照明和点火等必要装置，现在的14V电气系统中使用了发动机控制、音响和电动车窗等各种各样的电器设备。20世纪90年代后，随着人们对汽车的经济性、排放性和安全舒适性等各方面要求的逐渐提高，越来越多的电子电器设备运用到汽车上，直接增加了汽车的电功率需求，因此汽车生产厂商和零部件供应商提出了42V化技术。当今汽车的电源结构在向高电压化、混合动力化和电动化等方面发展。42V混合动力汽车的动力系统的研究工作是非常复杂的，并且还需综合考虑整车的电功率需求和特性。本文以某款42V混合动力汽车为研究对象，对其动力系统和电力系统进行研究。本文的主

3、要研究内容分为以下部分：（1）研究了42V动力系统的原理及其结构。对42V存在的两种电气系统方案：单一42V电压和14V/42V双电压，进行分析并选取。对42V动力系统的结构进行分析，包括其主要的结构布置方式和各布置方式的功能及应用。对42V动力系统的各运行模式进行分析，说明其实现的各种功能。（2）确定汽车42V动力系统的整车参数和各部件参数，对动力系统的发动机、电机、蓄电池和变速器等主要部件和控制策略进行建模。基于ADVISOR软件内数据包的混合动力汽车Insight模型进行二次开发，建立了汽车42V动力系统的整车仿真模型，对其循环工况和性能测试参

4、数等进行设置。并建立了传统燃油汽车的模型，对其各项参数进行设置。对42V混合动力汽车和传统燃油汽车的动力系统分别进行仿真，根据不同工况的仿真结果对比分析其经济性、排放性和动力性等各特性。（3）简要说明和分析汽车上常用的储能装置及其性能参数，汽车上常用的驱动电机和发电机及其性能。对42V电力系统的镍氢电池和传统燃油汽车的铅酸蓄电池的工作特性进行对比分析，并分析42VISG电机的工作特性。利用Matlab/Simulink建立42V混合动力汽车和传统燃油汽车的稳态电力系统模型，对不同转速/负载的工况进行仿真，对比分析其电力系统下电压、电流等输出特性。I关

5、键词：42V，动力系统，ADVISOR，电力系统，特性分析IIABSTRACTSimulationandCharacteristicAnalysisof42VPowerSystemofHybridElectricVehiclesInthe1950s,autoelectricalsystemvoltagewaschangedfrom7Vto14V.Therewerenecessarydevicessuchaslightingsandignitionsintheautomotive7Velectricalsystem.Andnowinthe14Velec

6、tricalsystem,therearevariouselectricalequipmentssuchastheenginecontrol,audioandpowerwindow.Sincethe1990s,withthegradualimprovementofvariousaspectsoftheautomotiveeconomy,emissions,comfortandsafty,moreandmoreelectricalandelectronicequipmentshavebeenused.Thesedirectlyincreasetheel

7、ectricpowerdemandoftheautomobile.Therefore,theautomobilemanufacturersandcomponentssuppliersputforwardthe42Vtechnology.Thedevelopmentofthepowerstructureofthemodernautomobileisfromthetraditionalstructuretothehighvoltage,hybridandelectricstructure.Theresearchof42Vpowersystemofhybr

8、idelectricvehiclesisverycomplex,andtheautomobileelectr