本文關(guān)鍵詞：典型混聯(lián)混合動力客車節(jié)能分析與評價

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【摘要】：隨著混合動力技術(shù)的發(fā)展,各個客車生產(chǎn)企業(yè)都試圖尋找節(jié)能潛力更好的混聯(lián)混合動力系統(tǒng)構(gòu)型方案。然而目前缺少對于混合動力系統(tǒng)節(jié)能分析方法的全面研究,制約了設(shè)計開發(fā)的腳步。針對這一現(xiàn)象,本文以國家“863”項目和國家自然基金項目為依托,建立混合動力客車節(jié)能分析與評價的體系,提出節(jié)能潛力研究方法和節(jié)能評價方法,以國內(nèi)三種典型混聯(lián)混合動力客車為研究對象,通過參數(shù)匹配方法與節(jié)能控制算法的深入研究,確定不同混聯(lián)構(gòu)型方案的混合動力客車最大節(jié)能潛力。并以節(jié)能潛力研究為基礎(chǔ),對構(gòu)型方案的節(jié)能潛力以及參數(shù)匹配與控制策略方案的節(jié)能表現(xiàn)進(jìn)行評價。理想?yún)?shù)匹配方案設(shè)計和最優(yōu)控制策略開發(fā)是混聯(lián)混合動力客車節(jié)能潛力研究的基礎(chǔ),本文提出基于功率、轉(zhuǎn)矩和效率三參數(shù)的混聯(lián)混合動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法。以總成在系統(tǒng)中的主次關(guān)系為匹配順序,從功率、轉(zhuǎn)矩和效率三個方面對混合動力系統(tǒng)總成進(jìn)行匹配,作為參數(shù)匹配方案設(shè)計的核心,效率匹配中基于預(yù)設(shè)控制算法預(yù)測發(fā)動機和電機的目標(biāo)工作點,設(shè)計發(fā)動機和電機的理想效率特性,完成理想?yún)?shù)匹配方案設(shè)計。最優(yōu)控制策略開發(fā)中,本文對動態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行改進(jìn),以等效油耗為單步成本函數(shù),同時采用割線法迭代計算最優(yōu)油電轉(zhuǎn)換等效系數(shù)即權(quán)系數(shù)。應(yīng)用改進(jìn)動態(tài)規(guī)劃算法和遺傳算法,建立基于動態(tài)規(guī)劃優(yōu)化規(guī)則的邏輯門限值最優(yōu)控制策略。結(jié)合理想?yún)?shù)匹配方案和最優(yōu)控制策略,通過聯(lián)合仿真確定開關(guān)混聯(lián)、單軸混聯(lián)和行星混聯(lián)混合動力客車的最大仿真節(jié)能潛力。混聯(lián)混合動力客車節(jié)能評價方法作為節(jié)能分析與評價體系的核心,依據(jù)節(jié)能潛力研究基礎(chǔ)和構(gòu)型方案設(shè)計的技術(shù)需求,分為構(gòu)型方案的節(jié)能潛力評價和節(jié)能方式的節(jié)能表現(xiàn)評價�；诠�(jié)能潛力分析數(shù)據(jù),采用功效系數(shù)法直觀評價不同構(gòu)型方案的節(jié)能潛力和各個節(jié)能方式的節(jié)能表現(xiàn),分析不同構(gòu)型方案節(jié)能表現(xiàn)差異的原因,總結(jié)采用不同構(gòu)型方案的混聯(lián)混合動力客車節(jié)能特點,以及受技術(shù)條件影響的變化趨勢。以開關(guān)混聯(lián)混合動力客車為例,應(yīng)用節(jié)能評價方法對現(xiàn)有實車設(shè)計方案進(jìn)行分析評價,確定實車方案中參數(shù)匹配方案和控制策略存在的問題,提出相應(yīng)的改進(jìn)意見,為企業(yè)生產(chǎn)和開發(fā)提供重要的指導(dǎo)和參考。
【關(guān)鍵詞】：混聯(lián)混合動力客車 節(jié)能潛力 參數(shù)匹配 動態(tài)規(guī)劃算法 控制規(guī)則 遺傳算法 節(jié)能評價方法
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 混合動力技術(shù)發(fā)展背景及趨勢12-13
• 1.2 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能潛力研究意義與現(xiàn)狀13-23
• 1.2.1 本文的研究對象14-20
• 1.2.2 動力總成參數(shù)匹配20-21
• 1.2.3 混合動力汽車能量管理控制策略21-23
• 1.3 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能評價研究意義與現(xiàn)狀23-25
• 1.4 主要研究內(nèi)容25-28
• 第2章 目標(biāo)循環(huán)工況統(tǒng)計分析28-40
• 2.1 整車參數(shù)與性能要求28
• 2.2 目標(biāo)循環(huán)工況統(tǒng)計分析28-39
• 2.2.1 循環(huán)工況車速的數(shù)值特征分析29-31
• 2.2.2 循環(huán)工況轉(zhuǎn)矩的數(shù)值特征分析31-35
• 2.2.3 循環(huán)工況功率的數(shù)值特征分析35-39
• 2.3 本章小結(jié)39-40
• 第3章 混合動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究40-88
• 3.1 混聯(lián)混合動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究內(nèi)容40-42
• 3.2 開關(guān)混聯(lián)混合動力客車參數(shù)匹配42-65
• 3.2.1 開關(guān)混聯(lián)混合動力系統(tǒng)功率匹配43-47
• 3.2.2 開關(guān)混聯(lián)混合動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩匹配47-49
• 3.2.3 開關(guān)混聯(lián)混合動力系統(tǒng)效率匹配49-62
• 3.2.4 電池參數(shù)匹配62-65
• 3.3 單軸混聯(lián)混合動力客車參數(shù)匹配65-77
• 3.3.1 單軸混聯(lián)混合動力系統(tǒng)功率匹配65-66
• 3.3.2 單軸混聯(lián)混合動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩匹配66-67
• 3.3.3 單軸混聯(lián)混合動力系統(tǒng)效率匹配67-76
• 3.3.4 電池參數(shù)匹配76-77
• 3.4 行星混聯(lián)混合動力客車參數(shù)匹配77-85
• 3.4.1 發(fā)動機參數(shù)匹配77-79
• 3.4.2 前行星排參數(shù)匹配79-81
• 3.4.3 MG1電機參數(shù)匹配81-83
• 3.4.4 MG2電機與后行星排參數(shù)匹配83-84
• 3.4.5 電池參數(shù)匹配84-85
• 3.5 本章小結(jié)85-88
• 第4章 混聯(lián)混合動力客車?yán)碚摴?jié)能潛力分析88-110
• 4.1 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能機理的研究思想88-90
• 4.2 傳統(tǒng)客車能量消耗分析90-92
• 4.3 開關(guān)混聯(lián)混合動力客車?yán)碚摴?jié)能潛力研究92-98
• 4.3.1 混合動力客車燃油與電能消耗分析92-96
• 4.3.2 混合動力客車節(jié)能潛力分析96-98
• 4.4 單軸混聯(lián)混合動力客車?yán)碚摴?jié)能潛力研究98-102
• 4.4.1 混合動力客車燃油與電能消耗分析98-101
• 4.4.2 混合動力客車節(jié)能潛力分析101-102
• 4.5 行星混聯(lián)混合動力客車?yán)碚摴?jié)能潛力研究102-108
• 4.5.1 混合動力客車燃油與電能消耗分析102-106
• 4.5.2 混合動力客車節(jié)能潛力分析106-108
• 4.6 本章小結(jié)108-110
• 第5章 動態(tài)規(guī)劃控制算法研究110-134
• 5.1 動態(tài)規(guī)劃控制算法研究現(xiàn)狀110-111
• 5.2 混聯(lián)混合動力系統(tǒng)模型的簡化111-114
• 5.2.1 電池組建模111-112
• 5.2.2 傳動系統(tǒng)建模112-114
• 5.3 動態(tài)規(guī)劃算法的改進(jìn)114-120
• 5.3.1 目標(biāo)函數(shù)的確定114-117
• 5.3.2 反向遞推求最優(yōu)解117-118
• 5.3.3 權(quán)系數(shù)的計算118-120
• 5.4 動態(tài)規(guī)劃算法的應(yīng)用120-132
• 5.4.1 開關(guān)混聯(lián)混合動力客車最優(yōu)控制變量求解120-124
• 5.4.2 單軸混聯(lián)混合動力客車最優(yōu)控制變量求解124-128
• 5.4.3 行星混聯(lián)混合動力客車最優(yōu)控制變量求解128-132
• 5.5 本章小結(jié)132-134
• 第6章 控制策略優(yōu)化與節(jié)能潛力計算134-150
• 6.1 行星混聯(lián)混合動力客車的節(jié)能潛力仿真計算134-144
• 6.1.1 控制規(guī)則的提煉135-138
• 6.1.2 遺傳算法控制規(guī)則的優(yōu)化138-144
• 6.2 開關(guān)混聯(lián)混合動力客車的節(jié)能潛力仿真計算144-146
• 6.3 單軸混聯(lián)混合動力客車的節(jié)能潛力仿真計算146-149
• 6.4 本章小結(jié)149-150
• 第7章 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能評價方法研究150-192
• 7.1 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能評價方法的研究思想150-151
• 7.2 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能數(shù)據(jù)分析151-164
• 7.2.1 開關(guān)混聯(lián)混合動力客車節(jié)能數(shù)據(jù)分析152-157
• 7.2.2 單軸混聯(lián)混合動力客車節(jié)能數(shù)據(jù)分析157-161
• 7.2.3 行星混聯(lián)混合動力客車節(jié)能數(shù)據(jù)分析161-164
• 7.3 不同構(gòu)型方案節(jié)能分析與評價164-175
• 7.3.1 不同構(gòu)型方案節(jié)能潛力評價164-165
• 7.3.2 節(jié)能方式的節(jié)能表現(xiàn)評價165-167
• 7.3.3 節(jié)能方式細(xì)化評價167-173
• 7.3.4 混聯(lián)混合動力客車節(jié)能特點分析173-175
• 7.4 節(jié)能評價方法應(yīng)用175-191
• 7.4.1 評價對象175-179
• 7.4.2 節(jié)能潛力實現(xiàn)程度評價179-180
• 7.4.3 節(jié)能方式的節(jié)能表現(xiàn)評價180-181
• 7.4.4 節(jié)能方式細(xì)化評價181-191
• 7.5 本章小結(jié)191-192
• 第8章 全文總結(jié)與研究展望192-196
• 8.1 全文總結(jié)192-193
• 8.2 論文創(chuàng)新點193-194
• 8.3 研究展望194-196
• 參考文獻(xiàn)196-208
• 攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果及科研工作208-210
• 致謝210

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本文編號：843688