基于油電液混合動力系統(tǒng)的能量管理策略研究
發(fā)布時間:2021-03-23 19:20
為了解決能源危機和環(huán)境污染這兩大世界難題,各汽車大國相繼頒布了新的排放標準,這嚴重制約了汽車行業(yè)的進一步發(fā)展。在汽車節(jié)能減排方面,混合動力汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車向純電動汽車發(fā)展的必由之路,受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注,同時各科研機構(gòu)及汽車制造商也陸續(xù)開始了針對混合動力汽車的研發(fā)工作。本文正是依托國家自然科學基金項目“基于安全性、高效性和平順性的CVT重度混合動力汽車電液復合制動耦合特性與控制研究”(項目批準號51575063),以一種新型混合動力系統(tǒng)為研究對象,在完成動力傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配的基礎(chǔ)上,對其驅(qū)動、制動模式下的能量管理策略做了相關(guān)研究,具體工作如下:⑴在對新型混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案進行分析的基礎(chǔ)上,使用理論計算與循環(huán)工況綜合分析法,對包括發(fā)動機、電機、電池、液壓泵/馬達、液壓蓄能器在內(nèi)的動力系統(tǒng)參數(shù)進行了初步設計;采用試驗建模法建立了發(fā)動機、電機及電池的數(shù)值模型,采用理論建模法建立了液壓泵/馬達和液壓蓄能器模型;此外,還建立了可模擬駕駛員操作的駕駛員模型及整車動力學模型。⑵對混合動力汽車的工作模式進行分析,并確定了以液壓能、電能為主的驅(qū)動模式選擇策略,同時提出了基于最優(yōu)工作曲線的邏輯門限...
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
001-2012年中國石油對外依賴程度Fig.1.1China"sdependenceonworldoilmarketfrom2001to2012
重慶大學碩士學位論文4壓混合動力系統(tǒng)成功搭載到克萊斯勒的Town&Country車型,如圖1.2所示。該液壓混合系統(tǒng)在綜合工況下可提高30%~35%的燃油經(jīng)濟性,城市工況下,可提高60%的燃油經(jīng)濟性[15]。圖1.2搭載液壓混合動力系統(tǒng)的townFig.1.2Townwithhydraulichybridpowersystem在歐洲,德國政府大力支持新能源汽車的發(fā)展,并設立了2018年前新能源汽車保有量突破100萬輛的目標。次年,歐盟發(fā)放大量貸款,以支持各大車企發(fā)展混合動力汽車和純電動汽車[16]。奧迪Q5混合動力汽車搭載2.0L的最大功率211kW、最大轉(zhuǎn)矩350Nm的渦輪增壓發(fā)動機和最大功率45馬力、最大轉(zhuǎn)矩211Nm的電機,其最高時速可達222km/h,百公里加速時間僅需7.1s。奔馳S560e混合動力汽車搭載3.0L的最大功率270kW的增壓發(fā)動機和最大功率90kW的電機,還配置了9速手自一體變速箱,其純電動續(xù)航里程為50公里。在其他汽車公司致力于油電混合動力汽車的研發(fā)時,法國標志雪鐵龍公司在2013年與博世力士樂公司合作,在雪鐵龍C3車型的基礎(chǔ)上推出了空氣混合動力驅(qū)動系統(tǒng),如圖1.3所示。該系統(tǒng)的節(jié)能原理與液壓混合動力系統(tǒng)相同,都是利用由二次原件液壓泵/馬達與液壓蓄能器組成的液壓再生系統(tǒng)回收并釋放制動能量,從而降低車輛油耗,經(jīng)測試,在城市工況下百公里油耗為2.9L[17]。
1緒論5圖1.3雪鐵龍C3Fig.1.3CitroenC31.3混合動力汽車能量管理策略研究現(xiàn)狀能量管理控制策略作為混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一,主要解決的問題是在需求轉(zhuǎn)矩已知的前提下,如何在各動力源之間做合理的分配,對整車的經(jīng)濟性及排放性能有著重要的影響,目前應用于混合動力汽車的能量管理策略大致可以分為三類,包括基于規(guī)則的能量管理策略、瞬時優(yōu)化能量管理策略及全局優(yōu)化能量管理策略。1.3.1基于規(guī)則的能量管理策略研究現(xiàn)狀基于規(guī)則的能量管理策略,其思想是根據(jù)各關(guān)鍵部件的穩(wěn)態(tài)高效工作區(qū)間,對發(fā)動機、電機及液壓泵/馬達進行能量分配。對于混合動力汽車而言,一般采用以發(fā)動機為主、其他動力源為輔的邏輯門限值策略,即當需求轉(zhuǎn)矩超過發(fā)動機高效區(qū)的上限時,由電機或液壓泵/馬達輔助,當需求轉(zhuǎn)矩低于發(fā)動機高效區(qū)的下限時,多余的功率由電機或液壓泵吸收轉(zhuǎn)換為電能或液壓能,從而使發(fā)動機始終保持在高效區(qū)域以達到提高燃油經(jīng)濟性的目的。而對于插電式混合動力汽車(PHEV),采用的chargedepleting(CD)-chargesustaining(CS)策略,則是通過把發(fā)動機作為輔助動力源,優(yōu)先使用電能來降低油耗的。Yin等以一種雙行星排混合動力汽車為研究對象,提出了一種發(fā)動機扭矩控制策略,該策略采用模糊控制算法進行設計,并利用粒子群優(yōu)化方法對模糊規(guī)則及模糊隸屬度函數(shù)進行了優(yōu)化,以減小由工程人員經(jīng)驗不足引起的不利影響。仿真結(jié)果表明,該策略可以優(yōu)化發(fā)動機工作點,同時能把最終的電池SOC值控制在合理范圍內(nèi)[18]。Zhou等針對液壓混合動力汽車,提出了一種利用動態(tài)規(guī)劃選擇控制參數(shù)的規(guī)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外氫燃料電池汽車發(fā)展狀況與未來展望[J]. 儲鑫,周勁松,劉東華,周康寧. 汽車實用技術(shù). 2019(04)
[2]全國機動車保有量分析——《中國機動車環(huán)境管理年報(2017)》第Ⅰ部分[J]. 陳偉程,吉喆,肖寒,王宏麗. 環(huán)境保護. 2017(12)
[3]Multi-objective parameter optimization for a single-shaft series-parallel plug-in hybrid electric bus using genetic algorithm[J]. CHEN Zheng,ZHOU LiYan,SUN Yong,MA ZiLin,HAN ZongQi. Science China(Technological Sciences). 2016(08)
[4]基于工況識別的混合動力汽車能量管理策略優(yōu)化[J]. 劉永剛,解慶波,秦大同,雷貞貞. 機械傳動. 2016(05)
[5]上汽榮威550插電式混合動力系統(tǒng)的特點[J]. 冷宏祥,葛海龍,孫俊,許政,王磊,王健,羅思東,欒云飛. 科技導報. 2016(06)
[6]長安:混合動力技術(shù)的領(lǐng)先與突破[J]. 時代汽車. 2014(10)
[7]液壓再生制動系統(tǒng)的能量回收效率研究[J]. 郭楊嚴,寧曉斌,魏東. 機電工程. 2014(06)
[8]德國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策及其啟示[J]. 陳翌,孔德洋. 德國研究. 2014(01)
[9]混合動力,這次沒電池[J]. 宋菲. 產(chǎn)品可靠性報告. 2013(06)
[10]我國工業(yè)化中的能源問題解決措施研究[J]. 唐雄,李世祥,何通通. 理論月刊. 2013(01)
博士論文
[1]并聯(lián)式液壓混合動力車輛結(jié)構(gòu)方案與能量控制研究[D]. 董晗.吉林大學 2015
[2]基于駕駛意圖與工況識別的插電式混合動力汽車能量管理策略研究[D]. 楊官龍.重慶大學 2014
[3]并聯(lián)式混合動力汽車能量管理策略優(yōu)化研究[D]. 吳劍.山東大學 2008
碩士論文
[1]基于CVT的插電式混合動力汽車速比分級控制策略[D]. 郭子涵.重慶大學 2018
[2]計及CVT功率損失的插電式混合動力汽車再生制動控制策略研究[D]. 何小龍.重慶大學 2018
[3]插電式混合動力汽車制動模式切換協(xié)調(diào)控制策略[D]. 王超.重慶大學 2018
[4]混合動力汽車瞬時最優(yōu)控制策略的研究[D]. 孫芳科.山東大學 2018
[5]四驅(qū)混合動力汽車能量管理優(yōu)化策略研究[D]. 司遠.合肥工業(yè)大學 2017
[6]基于動態(tài)規(guī)劃的并聯(lián)混合動力汽車能量管理策略研究[D]. 朱翔.合肥工業(yè)大學 2017
[7]增程式電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真優(yōu)化研究[D]. 張方強.浙江大學 2017
[8]車輛電液混合動力傳動系統(tǒng)研究[D]. 李彭熙.重慶大學 2016
[9]插電式四驅(qū)混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及控制策略研究[D]. 程飛.合肥工業(yè)大學 2016
[10]裝有CVT的PHEV關(guān)鍵參數(shù)匹配與能量管理研究[D]. 伏開飛.重慶大學 2015
本文編號:3096293
【文章來源】:重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
001-2012年中國石油對外依賴程度Fig.1.1China"sdependenceonworldoilmarketfrom2001to2012
重慶大學碩士學位論文4壓混合動力系統(tǒng)成功搭載到克萊斯勒的Town&Country車型,如圖1.2所示。該液壓混合系統(tǒng)在綜合工況下可提高30%~35%的燃油經(jīng)濟性,城市工況下,可提高60%的燃油經(jīng)濟性[15]。圖1.2搭載液壓混合動力系統(tǒng)的townFig.1.2Townwithhydraulichybridpowersystem在歐洲,德國政府大力支持新能源汽車的發(fā)展,并設立了2018年前新能源汽車保有量突破100萬輛的目標。次年,歐盟發(fā)放大量貸款,以支持各大車企發(fā)展混合動力汽車和純電動汽車[16]。奧迪Q5混合動力汽車搭載2.0L的最大功率211kW、最大轉(zhuǎn)矩350Nm的渦輪增壓發(fā)動機和最大功率45馬力、最大轉(zhuǎn)矩211Nm的電機,其最高時速可達222km/h,百公里加速時間僅需7.1s。奔馳S560e混合動力汽車搭載3.0L的最大功率270kW的增壓發(fā)動機和最大功率90kW的電機,還配置了9速手自一體變速箱,其純電動續(xù)航里程為50公里。在其他汽車公司致力于油電混合動力汽車的研發(fā)時,法國標志雪鐵龍公司在2013年與博世力士樂公司合作,在雪鐵龍C3車型的基礎(chǔ)上推出了空氣混合動力驅(qū)動系統(tǒng),如圖1.3所示。該系統(tǒng)的節(jié)能原理與液壓混合動力系統(tǒng)相同,都是利用由二次原件液壓泵/馬達與液壓蓄能器組成的液壓再生系統(tǒng)回收并釋放制動能量,從而降低車輛油耗,經(jīng)測試,在城市工況下百公里油耗為2.9L[17]。
1緒論5圖1.3雪鐵龍C3Fig.1.3CitroenC31.3混合動力汽車能量管理策略研究現(xiàn)狀能量管理控制策略作為混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一,主要解決的問題是在需求轉(zhuǎn)矩已知的前提下,如何在各動力源之間做合理的分配,對整車的經(jīng)濟性及排放性能有著重要的影響,目前應用于混合動力汽車的能量管理策略大致可以分為三類,包括基于規(guī)則的能量管理策略、瞬時優(yōu)化能量管理策略及全局優(yōu)化能量管理策略。1.3.1基于規(guī)則的能量管理策略研究現(xiàn)狀基于規(guī)則的能量管理策略,其思想是根據(jù)各關(guān)鍵部件的穩(wěn)態(tài)高效工作區(qū)間,對發(fā)動機、電機及液壓泵/馬達進行能量分配。對于混合動力汽車而言,一般采用以發(fā)動機為主、其他動力源為輔的邏輯門限值策略,即當需求轉(zhuǎn)矩超過發(fā)動機高效區(qū)的上限時,由電機或液壓泵/馬達輔助,當需求轉(zhuǎn)矩低于發(fā)動機高效區(qū)的下限時,多余的功率由電機或液壓泵吸收轉(zhuǎn)換為電能或液壓能,從而使發(fā)動機始終保持在高效區(qū)域以達到提高燃油經(jīng)濟性的目的。而對于插電式混合動力汽車(PHEV),采用的chargedepleting(CD)-chargesustaining(CS)策略,則是通過把發(fā)動機作為輔助動力源,優(yōu)先使用電能來降低油耗的。Yin等以一種雙行星排混合動力汽車為研究對象,提出了一種發(fā)動機扭矩控制策略,該策略采用模糊控制算法進行設計,并利用粒子群優(yōu)化方法對模糊規(guī)則及模糊隸屬度函數(shù)進行了優(yōu)化,以減小由工程人員經(jīng)驗不足引起的不利影響。仿真結(jié)果表明,該策略可以優(yōu)化發(fā)動機工作點,同時能把最終的電池SOC值控制在合理范圍內(nèi)[18]。Zhou等針對液壓混合動力汽車,提出了一種利用動態(tài)規(guī)劃選擇控制參數(shù)的規(guī)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外氫燃料電池汽車發(fā)展狀況與未來展望[J]. 儲鑫,周勁松,劉東華,周康寧. 汽車實用技術(shù). 2019(04)
[2]全國機動車保有量分析——《中國機動車環(huán)境管理年報(2017)》第Ⅰ部分[J]. 陳偉程,吉喆,肖寒,王宏麗. 環(huán)境保護. 2017(12)
[3]Multi-objective parameter optimization for a single-shaft series-parallel plug-in hybrid electric bus using genetic algorithm[J]. CHEN Zheng,ZHOU LiYan,SUN Yong,MA ZiLin,HAN ZongQi. Science China(Technological Sciences). 2016(08)
[4]基于工況識別的混合動力汽車能量管理策略優(yōu)化[J]. 劉永剛,解慶波,秦大同,雷貞貞. 機械傳動. 2016(05)
[5]上汽榮威550插電式混合動力系統(tǒng)的特點[J]. 冷宏祥,葛海龍,孫俊,許政,王磊,王健,羅思東,欒云飛. 科技導報. 2016(06)
[6]長安:混合動力技術(shù)的領(lǐng)先與突破[J]. 時代汽車. 2014(10)
[7]液壓再生制動系統(tǒng)的能量回收效率研究[J]. 郭楊嚴,寧曉斌,魏東. 機電工程. 2014(06)
[8]德國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策及其啟示[J]. 陳翌,孔德洋. 德國研究. 2014(01)
[9]混合動力,這次沒電池[J]. 宋菲. 產(chǎn)品可靠性報告. 2013(06)
[10]我國工業(yè)化中的能源問題解決措施研究[J]. 唐雄,李世祥,何通通. 理論月刊. 2013(01)
博士論文
[1]并聯(lián)式液壓混合動力車輛結(jié)構(gòu)方案與能量控制研究[D]. 董晗.吉林大學 2015
[2]基于駕駛意圖與工況識別的插電式混合動力汽車能量管理策略研究[D]. 楊官龍.重慶大學 2014
[3]并聯(lián)式混合動力汽車能量管理策略優(yōu)化研究[D]. 吳劍.山東大學 2008
碩士論文
[1]基于CVT的插電式混合動力汽車速比分級控制策略[D]. 郭子涵.重慶大學 2018
[2]計及CVT功率損失的插電式混合動力汽車再生制動控制策略研究[D]. 何小龍.重慶大學 2018
[3]插電式混合動力汽車制動模式切換協(xié)調(diào)控制策略[D]. 王超.重慶大學 2018
[4]混合動力汽車瞬時最優(yōu)控制策略的研究[D]. 孫芳科.山東大學 2018
[5]四驅(qū)混合動力汽車能量管理優(yōu)化策略研究[D]. 司遠.合肥工業(yè)大學 2017
[6]基于動態(tài)規(guī)劃的并聯(lián)混合動力汽車能量管理策略研究[D]. 朱翔.合肥工業(yè)大學 2017
[7]增程式電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真優(yōu)化研究[D]. 張方強.浙江大學 2017
[8]車輛電液混合動力傳動系統(tǒng)研究[D]. 李彭熙.重慶大學 2016
[9]插電式四驅(qū)混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及控制策略研究[D]. 程飛.合肥工業(yè)大學 2016
[10]裝有CVT的PHEV關(guān)鍵參數(shù)匹配與能量管理研究[D]. 伏開飛.重慶大學 2015
本文編號:3096293
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/3096293.html
最近更新
教材專著