隨著汽車保有量的逐年增長(zhǎng),傳統(tǒng)動(dòng)力汽車帶來(lái)的能源緊缺和環(huán)境污染問(wèn)題變得日益嚴(yán)峻,面對(duì)為此出臺(tái)的車輛油耗排放法規(guī)以及純電動(dòng)汽車存在的局限性,同時(shí)具備傳統(tǒng)動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車應(yīng)運(yùn)而生。而輕度混合動(dòng)力汽車(Mild Hybrid Electric Vehicle,簡(jiǎn)稱MHEV)由于其對(duì)車輛原有動(dòng)力系統(tǒng)改動(dòng)小、成本低、生產(chǎn)周期短、便于量產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。本文以某款搭載渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)動(dòng)力汽車為研究對(duì)象,為其開(kāi)發(fā)輕度混合動(dòng)力系統(tǒng),針對(duì)能量管理控制策略及考慮渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)的策略優(yōu)化問(wèn)題展開(kāi)研究,并搭建了整車仿真分析平臺(tái)和臺(tái)架試驗(yàn)平臺(tái),對(duì)所設(shè)計(jì)的控制策略加以驗(yàn)證,具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,針對(duì)目標(biāo)車型對(duì)輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行選型和參數(shù)匹配,包括選取起動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)類型及確定其峰值轉(zhuǎn)矩、峰值功率、最高工作轉(zhuǎn)速等電機(jī)參數(shù);選取動(dòng)力電池類型及確定動(dòng)力電池組額定電壓、容量、單體電池串并聯(lián)個(gè)數(shù)等動(dòng)力電池組參數(shù)。第二,使用GT-SUITE軟件和Matlab/Simulink軟件聯(lián)合搭建輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)前向仿真分析平臺(tái),建立包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、動(dòng)力電池組、傳動(dòng)系、駕駛員、整車縱向動(dòng)力學(xué)等模型,為后續(xù)的仿真研究奠定基礎(chǔ)。第三,選取基于最小等效燃油消耗量(Equivalent Consumption Minimization Strategy,簡(jiǎn)稱ECMS)的瞬時(shí)優(yōu)化方法制定能量管理控制策略。在制定控制策略過(guò)程中,根據(jù)電能流動(dòng)方向的不同,分別建立電能未來(lái)補(bǔ)充模型和電能未來(lái)消耗模型,通過(guò)定義等效因子、動(dòng)力電池組荷電狀態(tài)(State of Charge,簡(jiǎn)稱SOC)補(bǔ)償、再生制動(dòng)修正以及相應(yīng)的推導(dǎo),確定動(dòng)力系統(tǒng)等效燃油消耗率為目標(biāo)函數(shù),根據(jù)約束條件進(jìn)行尋優(yōu)計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的能量分配關(guān)系。將該控制策略編寫(xiě)入整車模型并與原傳統(tǒng)動(dòng)力汽車整車模型、未采用該控制策略(僅有自動(dòng)怠速起停和再生制動(dòng)功能)的MHEV整車模型進(jìn)行對(duì)比仿真分析,仿真結(jié)果證明了該控制策略的節(jié)油有效性。最后,考慮渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)對(duì)整車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響,在原有能量管理控制策略的基礎(chǔ)上,進(jìn)行電機(jī)動(dòng)力補(bǔ)償策略設(shè)計(jì)。在制定補(bǔ)償策略過(guò)程中,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)總需求輸出動(dòng)力和總實(shí)際輸出動(dòng)力的差值、電機(jī)動(dòng)力補(bǔ)償極限以及動(dòng)力電池組SOC,并通過(guò)對(duì)電機(jī)設(shè)置允許可補(bǔ)償系數(shù)和SOC補(bǔ)償系數(shù)來(lái)確定電機(jī)動(dòng)力補(bǔ)償量。在不同電機(jī)允許可補(bǔ)償系數(shù)下,對(duì)整車動(dòng)力性進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果表明,該補(bǔ)償策略可以有效提升整車動(dòng)力,且不同電機(jī)允許可補(bǔ)償系數(shù)的動(dòng)力提升效果不同;針對(duì)整車燃油經(jīng)濟(jì)性,通過(guò)搭建輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證分析,試驗(yàn)結(jié)果表明,該補(bǔ)償策略能夠降低整車油耗,且不同電機(jī)允許可補(bǔ)償系數(shù)的節(jié)油效果不同。本研究對(duì)于輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理控制策略的開(kāi)發(fā)及優(yōu)化具有一定的參考應(yīng)用價(jià)值,對(duì)輕度混合動(dòng)力汽車的推廣起到積極的作用。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U469.7
【部分圖文】：

圖 1.7 本田第二代 Insight 車型圖 1.9 吉利博瑞 GE圖 1.8 本田第五代 IMA 混合動(dòng)力系統(tǒng)圖 1.10 吉利博瑞 GE 動(dòng)力系統(tǒng)

圖 1.7 本田第二代 Insight 車型圖 1.9 吉利博瑞 GE圖 1.8 本田第五代 IMA 混合動(dòng)力系統(tǒng)圖 1.10 吉利博瑞 GE 動(dòng)力系統(tǒng)

吉利博瑞GE

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本文編號(hào)：2808705