本文選題：混合動(dòng)力客車　切入點(diǎn)：機(jī)械電控自動(dòng)變速器　出處：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：混合動(dòng)力汽車作為傳統(tǒng)汽車向純電動(dòng)汽車的過(guò)渡產(chǎn)品,逐漸在當(dāng)今汽車市場(chǎng)中占據(jù)重要地位�；旌蟿�(dòng)力汽車擁有兩種或兩種以上的動(dòng)力源,目前混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制研究主要包括兩類問(wèn)題:一是穩(wěn)態(tài)或動(dòng)態(tài)過(guò)程中的能量分配問(wèn)題;二是動(dòng)態(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制問(wèn)題,包括變速器的換檔、工作模式的切換等。本文結(jié)合江蘇省高校自然科學(xué)重大研究項(xiàng)目“混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力切換與協(xié)調(diào)控制”,以某配備機(jī)械電控自動(dòng)變速器AMT的混合動(dòng)力客車為例,在研究其能量管理策略的基礎(chǔ)上,研究混合動(dòng)力系統(tǒng)不同工作模式下的換擋規(guī)律。主要內(nèi)容如下:首先,分析某型單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力客車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過(guò)混合動(dòng)力臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù),分別建立了部件效率模型;并基于Cruise平臺(tái)建立了混合動(dòng)力客車的各部件模塊和整車模型。其次,研究了該混合動(dòng)力客車目前所沿用的邏輯門限能量管理策略,分析了混合動(dòng)力客車的工作模式,并制定不同工作模式切換規(guī)則和轉(zhuǎn)矩分配規(guī)則,在Matlab/Simulink中建立了仿真模型;針對(duì)該能量管理策略中轉(zhuǎn)矩分配規(guī)則的不足之處設(shè)計(jì)了以動(dòng)力源效率和尾氣排放為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化算法,并對(duì)優(yōu)化前后的控制策略進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,優(yōu)化后的控制策略能夠提高車輛動(dòng)力源效率并降低了尾氣排放量。然后,基于上述優(yōu)化后的能量管理策略,即確定了工作模式以及一定需求轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)矩分配規(guī)則后,提出了混合動(dòng)力系統(tǒng)綜合效率的概念,并以該綜合效率為換擋目標(biāo),選擇發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、車速、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩為換擋參數(shù),針對(duì)不同工作模式設(shè)計(jì)了三參數(shù)的效率換擋曲面,并采用模糊控制方法設(shè)計(jì)換擋模糊控制器�；贑ruise和Matlab在城市循環(huán)工況(UDC)下聯(lián)合仿真,結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的換擋規(guī)律能夠提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。最后,根據(jù)已有的試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)了該混合動(dòng)力客車的轉(zhuǎn)轂試驗(yàn),將改進(jìn)前的原型客車、采用優(yōu)化能量管理策略后的原型客車以及采用本文設(shè)計(jì)的換擋規(guī)律的原型客車在中國(guó)典型城市公交循環(huán)工況(CCBC)中進(jìn)行試驗(yàn),獲得了尾氣排放曲線、發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗以及電池的電能消耗,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19754-2005中電池電能的等效燃油消耗換算方法計(jì)算得到整車的綜合燃油消耗。分析三次試驗(yàn)結(jié)果,獲到如下結(jié)論:本文所設(shè)計(jì)的基于優(yōu)化算法的換擋規(guī)律能夠一定程度上提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性并降低整車尾氣排放。
[Abstract]:As a transition product from traditional automobile to pure electric vehicle, hybrid electric vehicle (HEV) has gradually occupied an important position in the automobile market.Hybrid vehicle has two or more kinds of power sources. At present, the control research of hybrid power system mainly includes two kinds of problems: one is the energy distribution problem in the steady or dynamic process, the other is the dynamic coordinated control problem of the dynamic process.Including transmission shift, working mode switching and so on.Combined with the important research project of natural science in Jiangsu Province, "Hybrid Electric vehicle Power switching and coordinated Control", this paper takes a hybrid electric bus equipped with mechanical electronic control automatic transmission (AMT) as an example.On the basis of studying its energy management strategy, the shift law of hybrid power system under different working modes is studied.The main contents are as follows: firstly, the structural characteristics of a single axle parallel hybrid bus are analyzed, the engine and motor test data are obtained by the hybrid power bench test system, and the component efficiency models are established respectively.Based on the Cruise platform, the modules and vehicle models of the hybrid electric bus are established.Secondly, the logic threshold energy management strategy used in the hybrid bus is studied, the working mode of the hybrid bus is analyzed, and the switching rules and torque allocation rules of different working modes are worked out, and the simulation model is established in Matlab/Simulink.Aiming at the shortcomings of torque allocation rules in the energy management strategy, a multi-objective optimization algorithm with the power source efficiency and exhaust emission as the optimization target is designed. The simulation results show that the control strategy before and after the optimization is simulated.The optimized control strategy can improve the efficiency of vehicle power source and reduce the exhaust emissions.Then, based on the above optimized energy management strategy, that is, after determining the working mode and torque allocation rules under certain torque requirements, the concept of integrated efficiency of hybrid power system is put forward, and the integrated efficiency is taken as the shift target.The engine torque, speed and motor torque are selected as gearshift parameters. A three-parameter efficiency shift surface is designed for different working modes, and a fuzzy control method is used to design a shift fuzzy controller.Based on Cruise and Matlab, the simulation results show that the shift law designed in this paper can improve the fuel economy of the vehicle.Finally, according to the existing test conditions, the rotating hub test of the hybrid electric bus is designed, which will improve the prototype bus before,The prototype bus with optimized energy management strategy and the prototype bus with shift law designed in this paper are tested in CCBCin typical cities of China, and the exhaust emission curves are obtained.The fuel consumption of the engine and the electric energy consumption of the battery are calculated according to the equivalent fuel consumption conversion method of the battery energy in the national standard GB/T 19754-2005.By analyzing the results of three experiments, the following conclusions are obtained: the shift law based on the optimization algorithm can improve the fuel economy of the vehicle and reduce the exhaust emission to a certain extent.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7

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本文編號(hào)：1702391