【摘要】：能源與環(huán)境問題是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下,動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化已成為世界汽車發(fā)展的潮流,但純電動(dòng)汽車受限于當(dāng)前動(dòng)力電池技術(shù)水平,續(xù)駛里程較短成為制約其普及推廣的關(guān)鍵因素之一,因此混合動(dòng)力汽車兼顧傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車與純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn),成為良好的解決途徑。動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配和控制策略開發(fā)是混合動(dòng)力汽車的兩大核心技術(shù),本文圍繞負(fù)載隔離式電動(dòng)客車動(dòng)力匹配和控制策略等相關(guān)問題進(jìn)行研究工作。負(fù)載隔離式電動(dòng)客車動(dòng)力元件主要包括儲(chǔ)能電池,動(dòng)力電池、發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。其中儲(chǔ)能電池具有能量密度較大、功率密度較小的特點(diǎn),主要滿足汽車?yán)m(xù)駛里程的能量要求;動(dòng)力電池具有功率密度大、能量密度較小的屬性,主要滿足汽車行駛過程中的瞬時(shí)的大功率需求,發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)主要為動(dòng)力電池供電,用來滿足動(dòng)力電池大倍率放電要求。發(fā)動(dòng)機(jī)不直接與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連,所以不受汽車功率需求的影響,可始終工作在最佳經(jīng)濟(jì)區(qū),實(shí)現(xiàn)了負(fù)載真正意義上的隔離。根據(jù)動(dòng)力性和續(xù)駛里程需求選取合適的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電池、發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī),需要對(duì)兩組電池和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制,使其工作在合適的區(qū)間內(nèi)。本文基于AVL Cruise和Matlab Simulink聯(lián)合仿真平臺(tái),對(duì)負(fù)載隔離電動(dòng)汽車進(jìn)行建模,用Simulink搭建控制策略,其中包括負(fù)載隔離控制策略,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性劃分發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間,主要控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳經(jīng)濟(jì)區(qū);制動(dòng)能量回收控制策略,主要對(duì)制動(dòng)過程中電機(jī)制動(dòng)部分進(jìn)行能量回收,同時(shí)對(duì)機(jī)械制動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)力分配;模式切換控制策略,主要是根據(jù)駕駛員意圖對(duì)工作模式進(jìn)行切換實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池與發(fā)動(dòng)機(jī)的合理動(dòng)力匹配。需對(duì)控制策略參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,搭建負(fù)載隔離式電動(dòng)汽車的集成優(yōu)化平臺(tái),以百公里油耗和百公里電耗為多目標(biāo),以動(dòng)力性各項(xiàng)指標(biāo)為約束,對(duì)控制策略的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明:在滿足動(dòng)力性各項(xiàng)指標(biāo)的前提下,優(yōu)化后整車能耗較優(yōu)化前降低8.7%。
【圖文】：

第二章 負(fù)載隔離式電動(dòng)客車工作模式分析動(dòng)力系統(tǒng)合理程度直接決定車輛的性能。負(fù)載隔離式電動(dòng)汽車具有多個(gè)能量源從而具有多種動(dòng)力傳遞方式，不同的結(jié)構(gòu)之間存在了一定差異，因此對(duì)負(fù)載隔離式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析是非常必要的，這也為后續(xù)的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配和整車控制策略開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。2.1 傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)傳統(tǒng)型汽車的能量分析是混合動(dòng)力汽車節(jié)能機(jī)理研究的重要基礎(chǔ)，首先分析傳統(tǒng)客車在不同城市循環(huán)工況下能量消耗和燃油經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)汽車是通過發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)汽車行駛，能量傳遞路線為發(fā)動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生的能量傳遞給傳動(dòng)系，再通過傳動(dòng)系傳給驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪克服行駛阻力實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)汽車的目的在這種動(dòng)力傳遞路線中，存在著許多能量損失，真正用在克服汽車阻力的能量很少傳統(tǒng)汽車車輛能量利用率低，這主要與發(fā)動(dòng)機(jī)因素、傳動(dòng)系統(tǒng)因素、行駛工況等因素有關(guān)[41]，圖 2.1 為某一傳統(tǒng)汽車在城市循環(huán)工況中的能量消耗圖。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文收到的控制信號(hào)經(jīng)過邏輯判斷和處理將電機(jī)負(fù)荷、動(dòng)力電池開關(guān)、儲(chǔ)能電池開發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)電機(jī)開關(guān)、發(fā)電機(jī)負(fù)荷、前制動(dòng)器制動(dòng)力矩、后器制動(dòng)力矩、工作模式等信號(hào)反饋到整車中，形成了閉合回路，這樣就形成了隔離式電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，根據(jù)城市公交工況速度較慢、怠速時(shí)間長(zhǎng)、制動(dòng)較多的特點(diǎn)，負(fù)載隔離式電動(dòng)汽車可以滿足提高能量利用率的要求。負(fù)載隔離式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2693527