發(fā)布時間：2021-10-13 04:00

　　能源危機日益嚴(yán)峻,以混合動力車輛為代表的新能源車輛正被廣泛接受。同時作為混動車輛節(jié)能減排的關(guān)鍵技術(shù),制動能量回收技術(shù)可以有效提高車輛的續(xù)航里程,提高能源的利用效率。但是如何在保證制動安全性能的前提下最大化的提高制動能量回收效率,這仍是一個亟需解決的問題。本文以配備機械式自動變速器（Automated Mechanical Transmission,AMT）的混合動力公交車（Hybrid Electric Bus,HEB）為研究對象,設(shè)計了一種結(jié)合降擋的再生制動策略。首先以混動公交車為研究對象,建立了一個三自由度的整車縱向模型,分析同軸并聯(lián)混合動力系統(tǒng)特性,并以MATLAB/Simulink為基礎(chǔ)建立了車輛關(guān)鍵零部件的仿真模型。其次,分析了制動過程中降擋對于電機工作點效率的提升,并設(shè)計了基于規(guī)則的實時降檔策略與基于動態(tài)規(guī)劃算法的全局降檔策略,用來分析換擋過程對于制動能量回收的影響。對于配備有自動手動變速箱的混合動力汽車,制動期間的降檔可有效提高制動節(jié)能的效率。但是,換檔過程中會出現(xiàn)動力中斷,這可能會導(dǎo)致一些再生能量的損失。因此,制動期間降檔點的選擇對能量回收效率具有重要影響。本研究利用了... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2串聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

-5-的驅(qū)動功率在輸出的過程中需經(jīng)過兩次損耗，對于燃油經(jīng)濟性來說并不友好，其較大的尺寸同時也增加了車輛的質(zhì)量和成本。圖1-2串聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2.2并聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)此類驅(qū)動系統(tǒng)有多種驅(qū)動方式，既可以由燃油機單獨驅(qū)動車輛運行，也可以由電動機單獨單獨驅(qū)動，還可以通過兩者共同輸出扭矩的方式來提供車輛需要的扭矩需求，可實現(xiàn)驅(qū)動力的疊加，每種驅(qū)動方式都可以在特定的條件下滿足駕駛員的操作需求。并聯(lián)式混合驅(qū)動結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)優(yōu)點有：發(fā)動機輸出的能量損失��；兩個驅(qū)動機可以共同來驅(qū)動整車運行，在電機上有更多的選擇，例如可采用小功率電機，這樣可以使得成本更低，而且整車結(jié)構(gòu)設(shè)計時附加質(zhì)量尺寸小，整車的經(jīng)濟性可以得到較好的提升；其缺點有：由于發(fā)動機通過機械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動輪直接相連，導(dǎo)致發(fā)動機無法長時間工作在最高效的轉(zhuǎn)矩區(qū)間，燃油經(jīng)濟性上會有所下降，其效率發(fā)揮不能完全。1.2.3混聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)此類驅(qū)動系統(tǒng)為了綜合上述所提到的驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點。混聯(lián)式系統(tǒng)在協(xié)調(diào)發(fā)動機的功率輸出和電機的運行狀態(tài)上有著更大的可選擇性以及更強的安全性，理論上可實現(xiàn)更佳的動力性與經(jīng)濟性；但由于增加的機圖1-3并聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

-6-械結(jié)構(gòu)需要在原有的車輛架構(gòu)上進(jìn)行改裝，并且不能破環(huán)通常的車輛形態(tài)，這將帶來機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和布置上的復(fù)雜化，同時被控對象的增加也帶來了軟件控制上的難題。因此，此混合動力系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜，成本高。必要時，發(fā)動機能量既可以全部用來驅(qū)動車輛，也可以全部轉(zhuǎn)化為電能或液壓能。在混聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)中，至少存在三次能量的復(fù)合或分解，這一過程使得混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)與控制上極具挑戰(zhàn)性，已發(fā)發(fā)展成為一種高綜合性的復(fù)雜機電/液裝備系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)集成難度與制造成成本，一定程度上代表著工業(yè)的發(fā)展水平。結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。圖1-4混聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.3國外研究現(xiàn)狀對于HEV，一般都將控制策略分為兩大類:(1)基于規(guī)則的控制策略;(2)基于優(yōu)化的控制策略。在第一大類控制策略中，又分為基于特定規(guī)則的控制策略[15,16]和模糊規(guī)則控制策略[17,18]。而在第二大類控制策略中，又分為全局優(yōu)化[19-21]和實時優(yōu)化策略[22-24]。為了回收更多制動能量的同時滿足汽車的穩(wěn)定性，TKBera考慮了制動過程中的滑移率同時協(xié)調(diào)了ABS和再生制動[25]。王俊敏對于四輪驅(qū)動的輪轂電機電動車輛的制動策略提出了非線性模型預(yù)測控制來解決未知工況的隨機性問題[26]，Kanarachos研發(fā)了一種利用基于狀態(tài)的Riccati方程控制算法集成控制器來解決前驅(qū)電動汽車制動能量回收困難的問題[27]。此外，Kim在電機制動和液壓制動的制動力分配最優(yōu)問題上，運用基于遺傳算法的來設(shè)計合理的控制策略來[28]。另外，在工況預(yù)知的條件下，數(shù)值優(yōu)化方法或解析優(yōu)化方法可用來進(jìn)行獲取全局優(yōu)化控制解，例如動態(tài)規(guī)劃（DP,DynamicProgramming）、數(shù)值搜索方法及線性規(guī)劃算法。由于實際工況的隨機性，這些方法更多地用于控制策略評價和優(yōu)化。為了彌補該不足，模型預(yù)測

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]面向公交客車應(yīng)用的混合動力系統(tǒng)機電耦合控制研究[D]. 楊超.燕山大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于隨機預(yù)測控制插電式混合動力客車能量管理策略研究[D]. 游思雄.清華大學(xué) 2017
[2]基于動態(tài)規(guī)劃算法的插電式混合動力客車能量管理策略研究[D]. 陳偉強.東北大學(xué) 2013
[3]并聯(lián)式混合動力汽車控制策略的研究[D]. 張平平.合肥工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3433908