并聯(lián)式混合動力汽車及其電機(jī)建模與控制研究
發(fā)布時間:2021-09-02 03:24
為了解決汽車人均保有量逐年提升、石油資源大量消耗所導(dǎo)致的日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)境問題,大力發(fā)展清潔、高效的新型汽車已經(jīng)成為現(xiàn)階段汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重中之重;旌蟿恿ζ囅啾燃冸妱悠,不僅兼?zhèn)淦涞吞几咝У膬?yōu)點(diǎn),還有效解決了續(xù)航里程不足的問題;相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī),其燃料比高更高,大大減少了尾氣的排放。因此,針對混合動力汽車相關(guān)技術(shù)的研究具有十分重大的意義。本文主要的工作內(nèi)容如下:1.首先介紹了不同類型的混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。接著根據(jù)車身重量、輪胎半徑等參數(shù)以及預(yù)先設(shè)定的車輛性能指標(biāo),為車輛的傳動系統(tǒng)部件,例如發(fā)動機(jī)、電機(jī)、動力電池等匹配合適的性能參數(shù)。在Matlab/Simulink平臺上,對基于P2電機(jī)架構(gòu)的并聯(lián)式混合動力汽車進(jìn)行建模。2.對混合動力汽車動力部件之一的永磁同步電機(jī)進(jìn)行參數(shù)辨識。在分析其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,本文對綜合學(xué)習(xí)粒子群算法進(jìn)行了一定的改進(jìn),并將之運(yùn)用在永磁同步電機(jī)的參數(shù)辨識上。仿真結(jié)果表明,在相同的迭代次數(shù)下,對比其他算法,采用該算法能對永磁同步電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行較為精準(zhǔn)的辨識。同時在此結(jié)果的基礎(chǔ)上,搭建了PMSM矢量控制系統(tǒng),在電流環(huán)中引入了電壓前饋補(bǔ)償調(diào)節(jié)器,仿真結(jié)果...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
我國新能源汽車保有量[7]
浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10混聯(lián)式混合動力汽車整車對動力電池的依賴較小,能量利用率高。但是其傳動結(jié)構(gòu)布局較為復(fù)雜,同時在車輛行駛時,要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)模式與并聯(lián)模式的切換,控制策略較為復(fù)雜,對設(shè)計(jì)人員也提出了更高的要求。除了上述的結(jié)構(gòu)區(qū)分之外,混合動力汽車中電機(jī)的接入方式也有很大差異,如圖2-4所示。圖2-4混合動力汽車電機(jī)接入方式分類圖Figure2-4.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram通過對上圖的分析可知,P1電機(jī)與發(fā)動機(jī)曲軸直接相連;P2電機(jī)略靠近變速箱一側(cè),位于發(fā)動機(jī)與變速箱輸入軸之間;P3電機(jī)位于變速箱后;P4電機(jī)一般置于車輛后軸,用于實(shí)現(xiàn)車輛的后輪驅(qū)動,與發(fā)動機(jī)的輸出動力相對獨(dú)立[29]。綜上所述,串聯(lián)式混合動力汽車在能量傳遞過程能量至少需要進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換,中途能耗損失較大,效率低下;而混聯(lián)式動力汽車雖然綜合性能優(yōu)秀,但其布置困難,同時對控制要求也有較高的要求;而并聯(lián)式結(jié)構(gòu)中與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比,制造成本小,系統(tǒng)效率高,與混聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比,控制策略相對簡單。在多方面考慮車輛空間大孝控制策略的設(shè)計(jì)要求以及市場需求的基礎(chǔ)上,本文選擇了基于P2電機(jī)架構(gòu)的并聯(lián)式混合動力汽車作為本文的研究對象。2.2并聯(lián)式混合動力汽車參數(shù)匹配2.2.1整車參數(shù)匹配目前匹配HEV參數(shù)的方法主要存在以下幾種:(1)理論計(jì)算法。在原車車型數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用汽車?yán)碚撓嚓P(guān)公式,以功率或者其他指標(biāo)為依據(jù),計(jì)算出系統(tǒng)各個動力部件的相關(guān)參數(shù)。
浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2-5混合動力汽車參數(shù)指標(biāo)分解圖Figure2-5.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram2.2.2發(fā)動機(jī)參數(shù)匹配取試驗(yàn)質(zhì)量m為1960kg,根據(jù)最高車速確定發(fā)動機(jī)總功率,計(jì)算公式如下:3_1()360021.15dICEMaxSpdtCAvPmgfv=+(2-1)若滿足最高車速至少為180km/h,那么ICE_MaxSpdP至少為85.32kw。根據(jù)0-100km/h加速時間確定整車動力源總功率,計(jì)算公式如下:3_1()360021.15dICEAcctCAvPmgfvmav=++(2-2)加速度根據(jù)汽車起步加速過程的速度經(jīng)驗(yàn)公式得到,計(jì)算公式如下:1()mxmmdvxvtadttt==(2-3)式中,mt——加速時間系數(shù),取9.2s;x——擬合系數(shù),取0.5;mv——時間mt的瞬時速度,m/s。經(jīng)過計(jì)算得到加速a=1.509m/s2,那么ICE_AccP至少為86.74kw。根據(jù)最大爬坡度確定整車動力源總功率,計(jì)算公式如下:3_1(cossin)360021.15dICEMaxSlopetCAvPmgfvmgfv=++(2-4)45%坡度對應(yīng)的24.23o=,最大爬坡車速25km/h,得到ICE_MaxSlopeP至少為68.95kw。
本文編號:3378207
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
我國新能源汽車保有量[7]
浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10混聯(lián)式混合動力汽車整車對動力電池的依賴較小,能量利用率高。但是其傳動結(jié)構(gòu)布局較為復(fù)雜,同時在車輛行駛時,要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)模式與并聯(lián)模式的切換,控制策略較為復(fù)雜,對設(shè)計(jì)人員也提出了更高的要求。除了上述的結(jié)構(gòu)區(qū)分之外,混合動力汽車中電機(jī)的接入方式也有很大差異,如圖2-4所示。圖2-4混合動力汽車電機(jī)接入方式分類圖Figure2-4.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram通過對上圖的分析可知,P1電機(jī)與發(fā)動機(jī)曲軸直接相連;P2電機(jī)略靠近變速箱一側(cè),位于發(fā)動機(jī)與變速箱輸入軸之間;P3電機(jī)位于變速箱后;P4電機(jī)一般置于車輛后軸,用于實(shí)現(xiàn)車輛的后輪驅(qū)動,與發(fā)動機(jī)的輸出動力相對獨(dú)立[29]。綜上所述,串聯(lián)式混合動力汽車在能量傳遞過程能量至少需要進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換,中途能耗損失較大,效率低下;而混聯(lián)式動力汽車雖然綜合性能優(yōu)秀,但其布置困難,同時對控制要求也有較高的要求;而并聯(lián)式結(jié)構(gòu)中與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比,制造成本小,系統(tǒng)效率高,與混聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比,控制策略相對簡單。在多方面考慮車輛空間大孝控制策略的設(shè)計(jì)要求以及市場需求的基礎(chǔ)上,本文選擇了基于P2電機(jī)架構(gòu)的并聯(lián)式混合動力汽車作為本文的研究對象。2.2并聯(lián)式混合動力汽車參數(shù)匹配2.2.1整車參數(shù)匹配目前匹配HEV參數(shù)的方法主要存在以下幾種:(1)理論計(jì)算法。在原車車型數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用汽車?yán)碚撓嚓P(guān)公式,以功率或者其他指標(biāo)為依據(jù),計(jì)算出系統(tǒng)各個動力部件的相關(guān)參數(shù)。
浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2-5混合動力汽車參數(shù)指標(biāo)分解圖Figure2-5.Hybridelectricvehiclemotoraccessmodeclassificationdiagram2.2.2發(fā)動機(jī)參數(shù)匹配取試驗(yàn)質(zhì)量m為1960kg,根據(jù)最高車速確定發(fā)動機(jī)總功率,計(jì)算公式如下:3_1()360021.15dICEMaxSpdtCAvPmgfv=+(2-1)若滿足最高車速至少為180km/h,那么ICE_MaxSpdP至少為85.32kw。根據(jù)0-100km/h加速時間確定整車動力源總功率,計(jì)算公式如下:3_1()360021.15dICEAcctCAvPmgfvmav=++(2-2)加速度根據(jù)汽車起步加速過程的速度經(jīng)驗(yàn)公式得到,計(jì)算公式如下:1()mxmmdvxvtadttt==(2-3)式中,mt——加速時間系數(shù),取9.2s;x——擬合系數(shù),取0.5;mv——時間mt的瞬時速度,m/s。經(jīng)過計(jì)算得到加速a=1.509m/s2,那么ICE_AccP至少為86.74kw。根據(jù)最大爬坡度確定整車動力源總功率,計(jì)算公式如下:3_1(cossin)360021.15dICEMaxSlopetCAvPmgfvmgfv=++(2-4)45%坡度對應(yīng)的24.23o=,最大爬坡車速25km/h,得到ICE_MaxSlopeP至少為68.95kw。
本文編號:3378207
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