重型載貨汽車因其高效的運(yùn)輸能力和低廉的運(yùn)輸成本,成為公路運(yùn)輸主力軍。然而,由于長行駛里程,高燃油消耗,重型載貨汽車的節(jié)能減排廣受關(guān)注,研究其節(jié)能減排技術(shù)對降低我國石油消耗和溫室氣體排放有重大意義。混合動力技術(shù)具有整車成本低,續(xù)駛里程長,低能耗低排放的優(yōu)勢,受到國內(nèi)外的高度重視,被視為重型載貨汽車未來發(fā)展方向。本文以“超級節(jié)能型重型載貨汽車混合動力系統(tǒng)開發(fā)研究”國家重點(diǎn)研發(fā)項目為依托,圍繞構(gòu)型分析與能效優(yōu)化這一目標(biāo),開展了重型載貨汽車混合動力系統(tǒng)分析與優(yōu)化,能量管理策略設(shè)計與優(yōu)化,單踏板制動能量回饋控制設(shè)計與優(yōu)化三個方面的研究。本論文從整車經(jīng)濟(jì)性角度針對三種適合重型載貨汽車的混合動力系統(tǒng)搭建了仿真模型,其中包括動力系統(tǒng)部件模型（電機(jī)模型,發(fā)動機(jī)模型和動力電池模型）,整車動力學(xué)模型,整車控制器模型和駕駛員模型。以燃油經(jīng)濟(jì)性和車輛運(yùn)行成本（包括燃油成本和電池衰減成本）為目標(biāo),采用動態(tài)規(guī)劃算法對動力電池容量進(jìn)行優(yōu)化與選擇。通過動態(tài)規(guī)劃算法對混合動力系統(tǒng)能量分配問題的求解,本文提出一種基于全局優(yōu)化的實時能量管理策略。該策略對車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性提升至少18.44%。結(jié)合上述研究工作,建立了重型載貨混... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)原理圖

第4章面向能效優(yōu)化的混合動力單踏板控制47信號和車輛當(dāng)前車速得出需求功率或需求轉(zhuǎn)矩。滑行區(qū)和回饋區(qū)是傳統(tǒng)油門踏板所不具備的功能，同時也是本課題設(shè)計和優(yōu)化單踏板控制的核心內(nèi)容。圖4-1單踏板控制原理圖車輛滑行控制研究4.2.1加速-滑行策略雖然制動能量回饋可以回收車輛制動過程中的動能，但機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率并非100%，回收過程中動力系統(tǒng)同樣存在損失。當(dāng)電池所回收的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動車輛時，同樣存在能量轉(zhuǎn)換和機(jī)械損失。因此，理論上最優(yōu)的駕駛策略是既不踩下踏板驅(qū)動車輛也不釋放踏板回饋能量，而是讓車輛滑行。這就是加速-滑行控制策略的由來，以及滑行區(qū)設(shè)計和優(yōu)化的依據(jù)。對于混合動力汽車而言，由于存在另一個動力輸出源，所以發(fā)動機(jī)在低車速低功率時可以自動停機(jī)，同時發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)可以調(diào)節(jié)至最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)。正因具有這種工作特點(diǎn)，加速-滑行策略在混合動力系統(tǒng)中有一定的應(yīng)用優(yōu)勢。為了對加速-滑行策略的節(jié)油效果進(jìn)行評估，采用2.2節(jié)中所建立的整車模型進(jìn)行分析。同時考慮勻速行駛策略作為對比，以表示未進(jìn)行滑行時的情景。在建立仿真模型前，首先需要明確加速-滑行策略的工況。在一個加速-滑行工況中，車輛的初始速度和終了速度是一致，其平均速度即為勻速行駛策略的車速。如圖4-2，可以在等時間和等距離條件下對兩種策略進(jìn)行對比。不同策略的燃油經(jīng)濟(jì)性可以采用如下指標(biāo)進(jìn)行判斷：

第5章能效優(yōu)化算法驗證61載貨汽車，與前文所研究的總質(zhì)量為25000kg重型載貨汽車存在一定差別，但對算法有效性的驗證是具有可信度。圖5-2動力系統(tǒng)試驗平臺實物表5-1動力系統(tǒng)平臺主要部件及參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值發(fā)動機(jī)最大功率115kW；最大轉(zhuǎn)矩220Nm；最大轉(zhuǎn)速6000rpmISG最大功率115kW；最大轉(zhuǎn)矩450Nm；最大轉(zhuǎn)速6000rpm驅(qū)動電機(jī)最大功率150kW；最大轉(zhuǎn)矩800Nm；最大轉(zhuǎn)速4000rpm動力電池額定電壓310.8V；額定容量52Ah變速箱各檔速比3.5/1整車總質(zhì)量5000kg；滾阻0.01；風(fēng)阻0.38；迎風(fēng)面積5m2；輪胎半徑0.362m；主減速比4.44基于全局優(yōu)化的實時能量管理策略驗證在進(jìn)行基于全局優(yōu)化的實時能量管理策略試驗驗證前，采用第3章中提出的實時能量管理策略提取辦法，對試驗平臺的動力系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。動態(tài)規(guī)劃算法結(jié)果如圖5-3所示，如前文介紹，動態(tài)規(guī)劃算法的結(jié)果具有一定規(guī)律性，對該規(guī)律進(jìn)行總結(jié)得出適合試驗平臺的實時能量管理策略。將動態(tài)規(guī)劃算法結(jié)果總結(jié)成實時能量管理策略如表5-2所示，用于離線仿真和試驗臺架實時測試。發(fā)動機(jī)ISG離合器驅(qū)動電機(jī)變速箱測功機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3590958