發(fā)布時間：2017-05-16 09:21

  本文關鍵詞：混合動力客車熱管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著霧霾天氣的頻繁出現(xiàn),以及政府針對環(huán)境問題的一系列政策法規(guī)的出臺,尤其是國四排放標準的全面實施,新能源汽車和節(jié)能減排漸漸深入人心。汽車生產商紛紛研制更加先進的車輛熱管理系統(tǒng)與之匹配,先進的熱管理系統(tǒng)不僅在乘用車上使用,也越來越多的應用于商用車。本文以某款混合動力客車為基礎,研究了采用電控散熱風扇的客車后置動力艙內的溫度場和流場情況,結合中冷器和散熱器風洞試驗、軟件仿真模擬和發(fā)動機熱平衡試驗等,得到了中冷器和散熱器各自對應電控風扇的控制策略并寫入制作好的控制器,進行了試驗驗證。論文首先運用Flowmaster軟件進行一維仿真模擬計算,模擬中冷器、水散熱器散熱循環(huán),并通過中冷器、水散熱器的風洞試驗及結合后續(xù)的三維CFD仿真計算結果對一維模型修正。然后構建了由水散熱器、中冷器、風扇及風罩、發(fā)動機艙、電機及控制器、發(fā)動機及進出風口的整車CFD計算模型,結合增壓中冷器和水散熱器風洞試驗數(shù)據,計算該款混合動力客車的動力艙內流場,得到不同進出風口、動力艙結構下的發(fā)動機艙節(jié)流和熱氣回流情況。為熱管理控制策略提供相關參數(shù),并為混合動力汽車的熱管理系統(tǒng)設計打下基礎。然后,根據客車不同運行工況,運用修正的Flowmaster軟件模型進行一維仿真計算,模擬不同環(huán)境溫度下的中冷器、水散熱器散熱循環(huán)數(shù)據,再結合中冷器、水散熱器的風洞試驗數(shù)據和發(fā)動機熱平衡實驗數(shù)據,最后,通過神經網絡算法分別訓練所有中冷器和水散熱器數(shù)據,得到了核心控制策略。在此基礎上綜合暖機策略和停車控制策略,研究了全工況智能散熱系統(tǒng)控制策略,制定電控散熱風扇的完整控制策略。按需調節(jié)冷卻液溫度實現(xiàn)精確冷卻,從而可有效提高燃油經濟性、整機可靠性并減少污染物排放。在深入分析汽車熱管理系統(tǒng)特點和要求的基礎上,研究設計出控制器原型,結構功能包括：高性能主控芯片、電源模塊、溫度采集模塊、電機驅動模塊、光耦模塊、電流過載診斷保護模塊、通訊端口等�？刂破魍ㄟ^CAN總線接口獲取發(fā)動機相關參數(shù),并結合水散熱器、增壓中冷器等直接采集的參數(shù)信號,通過信號調理電路將信號反饋給控制器,控制器然后執(zhí)行寫入的相應控制策略。最后進行了風洞試驗和實車試驗驗證,證明了控制策略的可行性和準確性以及控制器性能。
【關鍵詞】：混合動力 CFD 熱管理 控制策略 控制器
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 汽車熱管理研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 熱管理系統(tǒng)智能化16-17
• 1.2.2 熱管理系統(tǒng)結構優(yōu)化17-18
• 1.2.3 熱管理系統(tǒng)換熱機制優(yōu)化18-19
• 1.2.4 熱管理系統(tǒng)關鍵部件優(yōu)化19-20
• 1.3 論文主要內容20-22
• 第二章 發(fā)動機熱管理一維仿真計算22-35
• 2.1 一維計算模型22-24
• 2.1.1 中冷器回路23
• 2.1.2 水散熱器回路23-24
• 2.2 計算參數(shù)數(shù)據24-26
• 2.2.1 中冷器參數(shù)24
• 2.2.2 水散熱器參數(shù)24-25
• 2.2.3 風扇參數(shù)25-26
• 2.2.4 計算參數(shù)設置26
• 2.3 計算結果26-30
• 2.3.1 中冷器回路計算結果26-27
• 2.3.2 水散熱器回路計算結果27-28
• 2.3.3 數(shù)據計算結果28-29
• 2.3.4 模型計算結果29-30
• 2.4 散熱模塊風洞試驗30-34
• 2.4.1 風洞試驗簡介30-33
• 2.4.2 中冷器風洞試驗33
• 2.4.3 水散熱器風洞試驗33-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第三章 客車動力艙散熱三維仿真計算35-60
• 3.1 模型計算理論依據35-36
• 3.2 數(shù)學建模及網格劃分36-41
• 3.2.1 模型基本結構36-37
• 3.2.2 總體建模37
• 3.2.3 模型網格37-41
• 3.3 三維數(shù)值模擬計算41-44
• 3.3.1 額定工況流場模擬41-43
• 3.3.2 額定工況溫度場模擬43-44
• 3.4 進氣格柵回流和風阻分析44-59
• 3.4.1 格柵回流分析44-48
• 3.4.2 格柵風阻分析48-59
• 3.5 本章小結59-60
• 第四章 電控散熱風扇控制策略設計60-76
• 4.1 BP人工神經網絡簡介60-63
• 4.1.1 BP神經網絡60-61
• 4.1.2 BP神經網絡結構61-62
• 4.1.3 BP神經網絡應用風扇控制策略62-63
• 4.2 總體控制策略63-66
• 4.2.1 中冷器控制策略63-65
• 4.2.2 水散熱器控制策略65-66
• 4.3 控制策略數(shù)據整理66-69
• 4.3.1 數(shù)據準備66-67
• 4.3.2 數(shù)據預處理67-68
• 4.3.3 不同神經網絡應用性能比較68-69
• 4.4 基于BP網絡的電控風扇控制策略69-74
• 4.4.1 BP神經網絡創(chuàng)建69-70
• 4.4.2 中冷器散熱風扇控制策略70-72
• 4.4.3 水散熱器風扇控制策略72-74
• 4.5 本章小結74-76
• 第五章 混合動力客車熱管理系統(tǒng)控制器設計76-89
• 5.1 硬件系統(tǒng)結構及功能實現(xiàn)76-81
• 5.1.1 主控制模塊76-77
• 5.1.2 電源模塊77-78
• 5.1.3 溫度采集模塊78
• 5.1.4 電機驅動模塊78-79
• 5.1.5 通訊端口79-80
• 5.1.6 CAN模塊80-81
• 5.1.7 故障處理模塊81
• 5.2 軟件系統(tǒng)功能設計81-85
• 5.2.1 系統(tǒng)初始化81-82
• 5.2.2 數(shù)據采集與輸出82
• 5.2.3 PWM波形輸出控制82-84
• 5.2.4 控制器與上位機通訊84-85
• 5.3 控制功能實現(xiàn)85-86
• 5.4 整車試驗驗證86-88
• 5.5 本章小結88-89
• 第六章 總結與展望89-91
• 參考文獻91-95
• 致謝95-96
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和參與的科研項目96-97
• 學位論文評閱及答辯情況表97

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中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

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3 李樂明;馬麗娟;;汽車水散熱器的構造與維護[J];科技傳播;2014年01期

4 耿獻輝;;柴油機水散熱器“返水”的原因[J];工程機械與維修;2010年03期

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6 王智華;;內燃機車用銅管帶式水散熱器的研究[J];內燃機車;1985年10期

7 谷操,張力,孔令宜;三維內肋管技術在水散熱器上應用探討[J];兵工學報(坦克裝甲車與發(fā)動機分冊);1999年03期

8 周安華;;柴油機冷卻液泄漏的原因[J];工程機械與維修;2012年03期

9 羅勤;;第三代管帶式水散熱器在工程機械中的應用[J];工程機械;2007年10期

10 馬朝印;;水散熱器進柴油故障的排除[J];工程機械與維修;2008年11期

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1 費洪慶;混合動力客車熱管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];山東大學;2015年

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本文編號：370456