某48V微混系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及優(yōu)化驗證
發(fā)布時間:2021-07-01 21:35
隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)苛,越來越多輕型乘用車企業(yè)推出了純電動車輛和混合動力車輛。其中48V微弱混合動力系統(tǒng)由于其較低的成本和較高的收益越來越受重視。相較于高壓混合動力車輛而言,48V處于人體安全電壓范圍內(nèi),同時也能滿足車輛行駛過程中能量回收、電機助力功能要求,有其獨特的優(yōu)勢。本文基于市場上某熱銷乘用車,首先從比較混合動力方案開始,確定P0的布置形式,參照擬達到的動力性和經(jīng)濟性提升目標(biāo),計算系統(tǒng)關(guān)鍵部件:BSG電機、48V電池、DCDC變換器等的性能參數(shù),并完成系統(tǒng)部件的選型,確定零部件布置的位置,完整的設(shè)計了一套48V微弱混合動力系統(tǒng)。其次,根據(jù)系統(tǒng)預(yù)期實現(xiàn)的功能,編寫了一套完整的基于Labview的48V微弱混合動力系統(tǒng)的上層控制程序。最后,利用cruise軟件對系統(tǒng)進行建模和仿真計算,得到其經(jīng)濟性收益,并設(shè)計實車試驗,通過測試方法得到試驗的輸入?yún)?shù),進行試驗,用試驗的結(jié)果驗證了仿真結(jié)果中燃油經(jīng)濟性收益的可靠,也設(shè)計了NVH試驗,驗證48V系統(tǒng)對車輛的NVH同樣有一定的提升。結(jié)果表明,本文設(shè)計的48V微弱混合動力系統(tǒng)不僅在燃油經(jīng)濟性方面有很大的提升,同時也改善了動力性和駕駛舒適性。達到了...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
國內(nèi)已搭載48V的車型Fig1.348VvehiclelistedinChina
合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文7約20%的燃油節(jié)省并大幅度降低污染物排放。圖1.4搭載大陸集團48V微混系統(tǒng)概念車Fig1.4EquippedwithContinental48Vmicrohybridsystemconceptvehicle1.3主要內(nèi)容文章以國內(nèi)市場上某輕型乘用車為基礎(chǔ),設(shè)計構(gòu)建48V微弱混合動力系統(tǒng)、確定應(yīng)用功能,目標(biāo)實現(xiàn)10%以上的油耗收益,同時提升15%以上的動力性和6km/h的最大車速。并通過試驗的方法來驗證該系統(tǒng)的經(jīng)濟性、動力性、駕駛平順性和舒適性的收益。文章的第一章主要了解了48V微混系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和基本功能,對國內(nèi)外主要企業(yè)的研究現(xiàn)狀進行介紹,并引入確立了本文的主要研究對象。第二章交代了48V微混動力系統(tǒng)載體車輛的基本參數(shù),分析比較了各種布置方案的優(yōu)劣性,選擇布置位置,并對系統(tǒng)關(guān)鍵部件進行選型計算,確定該系統(tǒng)的混動方案。第三章就緒論中提出的系統(tǒng)的應(yīng)用功能做出具體的功能設(shè)計,并通過labview實現(xiàn)功能的上層控制。通過前三章的內(nèi)容,已經(jīng)對該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計完成,第四章在此基礎(chǔ)上,通過建模和仿真,驗證該系統(tǒng)在燃油經(jīng)濟性的收益并設(shè)計試驗驗證仿真結(jié)果的可靠性。第五章主要對已完成工作進行總結(jié),最后展望未來研究方向和前景。
合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文9(1)P0:48V電機位于發(fā)動機前端,且通過皮帶輪與發(fā)動機曲軸端的曲軸減震器相連,此種布置所采用的電機可以稱為BSG電機。(2)P1:48V電機布置在曲軸上,位于發(fā)動機與C0離合器之間,與發(fā)動機曲軸相連,此種布置僅需要一個離合器。(3)P2:48V電機位于變速箱輸入端,可以僅有一個離合器C0,也可以有兩個離合器C0、C1,若存在兩個離合器,則電機位于兩個離合器之間。(4)P3:48V電機位于變速箱輸出端。(5)P4:48V電機位于非驅(qū)動軸上。這里的離合器C0、C1區(qū)別于雙離合變速箱中的雙離合器,其中C0為傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛的離合器,用來傳遞或中斷發(fā)動機輸出的動力,在48V微弱混合動力系統(tǒng)中,離合器C0在五種布置中都是必要存在的。離合器C1僅為P2布置結(jié)構(gòu)一種可能的選擇,后面會詳細(xì)介紹這個離合器的作用。還有一些少見的48V電機布置方式,通常和上述五種布置方案的功能相同或非常相近,例如將48V電機集成在變速箱中,這種布置通常稱為P2.5,在這里邊不一一討論了。圖2.1不同布置方案的48V微混系統(tǒng)原理圖Fig2.1Schematicdiagramof48Vmicrohybridsystemwithdifferentlayoutschemes每種布置方案的優(yōu)點與缺點如下:P0:優(yōu)點,低成本,這種布置方式僅將原型車上的發(fā)電機替換為48VBSG電機,安裝方便,值得一提的是,不同于原型車僅僅存在發(fā)動機曲軸減震器拖動附件皮帶機構(gòu),48V車輛附件皮帶機構(gòu)需要傳遞兩個方向的力矩,分別用于啟動、助力工況下和能量回收工況下。因此,附件皮帶機構(gòu)也需要提高安裝預(yù)緊力,做一些微小的調(diào)整。且由于電機和發(fā)動機是由皮帶相連,而皮帶傳動不同于齒輪傳
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CAN總線負(fù)載率算法及優(yōu)化設(shè)計[J]. 劉洪鵬,唐國強. 客車技術(shù)與研究. 2019(05)
[2]純電動商用車低壓電器系統(tǒng)電平衡計算分析[J]. 趙雷雷,強鴿鵬,秦振海,鄒凡. 汽車電器. 2019(07)
[3]48V微混系統(tǒng)市場競爭力研究[J]. 肖凱,龐有俊,孟健. 時代汽車. 2019(06)
[4]車輛匹配直噴增壓發(fā)動機的NEDC/WLTC循環(huán)排放分析[J]. 李基鳳,張毅,馬冠欽,楊萬里,王瑞平. 小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù). 2019(02)
[5]我國能源消費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的互動關(guān)系分析[J]. 周慶元,陳海龍. 統(tǒng)計與決策. 2018(20)
[6]提高功率和降低燃油耗的電輔助增壓[J]. J.Beer,M.G?tzenberger,W.Triller,L.Vornweg,范明強. 國外內(nèi)燃機. 2017(06)
[7]油電混合動力電動汽車油耗優(yōu)化控制仿真研究[J]. 魏玲. 計算機仿真. 2017(08)
[8]汽油機國五與國六法規(guī)對比研究[J]. 邵軍,趙志國. 交通節(jié)能與環(huán)保. 2017(03)
[9]法雷奧48V動力總成系統(tǒng)多種創(chuàng)新解決方案為車廠排憂解難[J]. 俞慶華. 汽車零部件. 2016(12)
[10]某微型車整車電量平衡試驗方法研究[J]. 楊坤,董秀輝,王杰,劉吉順,郭棟,唐鵬. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(05)
博士論文
[1]橋間分配四驅(qū)混合動力電動汽車能耗優(yōu)化控制策略研究[D]. 李曉甫.華南理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]鉛酸電池結(jié)構(gòu)工藝改進及性能研究[D]. 許斌.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[2]啟停發(fā)動機電控系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 毛雅風(fēng).武漢理工大學(xué) 2013
[3]大容量動力型鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)研究[D]. 項良軍.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[4]諧振DC/DC變換器的研究[D]. 楊益平.浙江大學(xué) 2005
本文編號:3259909
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
國內(nèi)已搭載48V的車型Fig1.348VvehiclelistedinChina
合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文7約20%的燃油節(jié)省并大幅度降低污染物排放。圖1.4搭載大陸集團48V微混系統(tǒng)概念車Fig1.4EquippedwithContinental48Vmicrohybridsystemconceptvehicle1.3主要內(nèi)容文章以國內(nèi)市場上某輕型乘用車為基礎(chǔ),設(shè)計構(gòu)建48V微弱混合動力系統(tǒng)、確定應(yīng)用功能,目標(biāo)實現(xiàn)10%以上的油耗收益,同時提升15%以上的動力性和6km/h的最大車速。并通過試驗的方法來驗證該系統(tǒng)的經(jīng)濟性、動力性、駕駛平順性和舒適性的收益。文章的第一章主要了解了48V微混系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和基本功能,對國內(nèi)外主要企業(yè)的研究現(xiàn)狀進行介紹,并引入確立了本文的主要研究對象。第二章交代了48V微混動力系統(tǒng)載體車輛的基本參數(shù),分析比較了各種布置方案的優(yōu)劣性,選擇布置位置,并對系統(tǒng)關(guān)鍵部件進行選型計算,確定該系統(tǒng)的混動方案。第三章就緒論中提出的系統(tǒng)的應(yīng)用功能做出具體的功能設(shè)計,并通過labview實現(xiàn)功能的上層控制。通過前三章的內(nèi)容,已經(jīng)對該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計完成,第四章在此基礎(chǔ)上,通過建模和仿真,驗證該系統(tǒng)在燃油經(jīng)濟性的收益并設(shè)計試驗驗證仿真結(jié)果的可靠性。第五章主要對已完成工作進行總結(jié),最后展望未來研究方向和前景。
合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文9(1)P0:48V電機位于發(fā)動機前端,且通過皮帶輪與發(fā)動機曲軸端的曲軸減震器相連,此種布置所采用的電機可以稱為BSG電機。(2)P1:48V電機布置在曲軸上,位于發(fā)動機與C0離合器之間,與發(fā)動機曲軸相連,此種布置僅需要一個離合器。(3)P2:48V電機位于變速箱輸入端,可以僅有一個離合器C0,也可以有兩個離合器C0、C1,若存在兩個離合器,則電機位于兩個離合器之間。(4)P3:48V電機位于變速箱輸出端。(5)P4:48V電機位于非驅(qū)動軸上。這里的離合器C0、C1區(qū)別于雙離合變速箱中的雙離合器,其中C0為傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛的離合器,用來傳遞或中斷發(fā)動機輸出的動力,在48V微弱混合動力系統(tǒng)中,離合器C0在五種布置中都是必要存在的。離合器C1僅為P2布置結(jié)構(gòu)一種可能的選擇,后面會詳細(xì)介紹這個離合器的作用。還有一些少見的48V電機布置方式,通常和上述五種布置方案的功能相同或非常相近,例如將48V電機集成在變速箱中,這種布置通常稱為P2.5,在這里邊不一一討論了。圖2.1不同布置方案的48V微混系統(tǒng)原理圖Fig2.1Schematicdiagramof48Vmicrohybridsystemwithdifferentlayoutschemes每種布置方案的優(yōu)點與缺點如下:P0:優(yōu)點,低成本,這種布置方式僅將原型車上的發(fā)電機替換為48VBSG電機,安裝方便,值得一提的是,不同于原型車僅僅存在發(fā)動機曲軸減震器拖動附件皮帶機構(gòu),48V車輛附件皮帶機構(gòu)需要傳遞兩個方向的力矩,分別用于啟動、助力工況下和能量回收工況下。因此,附件皮帶機構(gòu)也需要提高安裝預(yù)緊力,做一些微小的調(diào)整。且由于電機和發(fā)動機是由皮帶相連,而皮帶傳動不同于齒輪傳
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CAN總線負(fù)載率算法及優(yōu)化設(shè)計[J]. 劉洪鵬,唐國強. 客車技術(shù)與研究. 2019(05)
[2]純電動商用車低壓電器系統(tǒng)電平衡計算分析[J]. 趙雷雷,強鴿鵬,秦振海,鄒凡. 汽車電器. 2019(07)
[3]48V微混系統(tǒng)市場競爭力研究[J]. 肖凱,龐有俊,孟健. 時代汽車. 2019(06)
[4]車輛匹配直噴增壓發(fā)動機的NEDC/WLTC循環(huán)排放分析[J]. 李基鳳,張毅,馬冠欽,楊萬里,王瑞平. 小型內(nèi)燃機與車輛技術(shù). 2019(02)
[5]我國能源消費與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的互動關(guān)系分析[J]. 周慶元,陳海龍. 統(tǒng)計與決策. 2018(20)
[6]提高功率和降低燃油耗的電輔助增壓[J]. J.Beer,M.G?tzenberger,W.Triller,L.Vornweg,范明強. 國外內(nèi)燃機. 2017(06)
[7]油電混合動力電動汽車油耗優(yōu)化控制仿真研究[J]. 魏玲. 計算機仿真. 2017(08)
[8]汽油機國五與國六法規(guī)對比研究[J]. 邵軍,趙志國. 交通節(jié)能與環(huán)保. 2017(03)
[9]法雷奧48V動力總成系統(tǒng)多種創(chuàng)新解決方案為車廠排憂解難[J]. 俞慶華. 汽車零部件. 2016(12)
[10]某微型車整車電量平衡試驗方法研究[J]. 楊坤,董秀輝,王杰,劉吉順,郭棟,唐鵬. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(05)
博士論文
[1]橋間分配四驅(qū)混合動力電動汽車能耗優(yōu)化控制策略研究[D]. 李曉甫.華南理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]鉛酸電池結(jié)構(gòu)工藝改進及性能研究[D]. 許斌.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[2]啟停發(fā)動機電控系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 毛雅風(fēng).武漢理工大學(xué) 2013
[3]大容量動力型鋰電池管理系統(tǒng)(BMS)研究[D]. 項良軍.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[4]諧振DC/DC變換器的研究[D]. 楊益平.浙江大學(xué) 2005
本文編號:3259909
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