本文關鍵詞：混合動力車輛加速性能預測研究

  更多相關文章： 機電復合傳動 時變旋轉質量換算系數(shù) 發(fā)動機建模 加速性能 控制策略

【摘要】：混合動力車輛作為新能源車輛的代表,以其高效節(jié)能、可靠性高的優(yōu)點,成為當前最具有相對優(yōu)勢的新能源車輛。加速性能作為車輛動力性的基本評價指標一直是車輛傳動性能的研究基礎,良好的加速性能是車輛動力性的保證。本文所研究的機電復合傳動系統(tǒng)(EMT)是混聯(lián)式混合動力車輛的一種,針對其加速性能的預測和優(yōu)化以及試驗研究,對研究機電復合傳動的功率流和動力性能具有重要意義。本文以機電復合傳動系統(tǒng)為對象,研究分析其加速過程,建立加速性能預測模型,并提出考慮時變旋轉質量換算系數(shù)的加速性能優(yōu)化思路,得到最優(yōu)起步加速策略,并通過數(shù)值仿真和臺架試驗進行驗證。以機電復合傳動系統(tǒng)加速過程的基本規(guī)律和必要參數(shù)關系為基礎,研究其加速過程縱向動力學模型,細化計算整車各部分對于主動輪的當量慣量,采用模塊化建模的方法結合數(shù)值實驗數(shù)據(jù),忽略發(fā)動機循環(huán)內變化,建立了面向控制的發(fā)動機平均值模型�；贛atlab/Simulink仿真平臺,建立了針對40t級機電復合傳動車輛的加速性能預測模型,該性能預測模型包含發(fā)動機模型、電機模型、電池組模型、行星耦合機構模型、負載模型和控制單元模型。數(shù)值仿真表明,加速性能預測模型可以反映各部件的動態(tài)變化,準確計算加速性能,其0-32km/h加速時間為5.4s。提出并理論推導了時變旋轉質量換算系數(shù),研究其在機電復合傳動系統(tǒng)中的應用規(guī)律,優(yōu)化得到了考慮時變旋轉質量換算系數(shù)的最優(yōu)加速過程控制策略,與不考慮該系數(shù)變化的優(yōu)化策略進行對比,結果表明考慮時變旋轉質量換算系數(shù)有利于加速度的提升,其0-32km/h加速時間為5.1s。最后在Matlab/GUI平臺設計了圖形化計算界面。為了驗證機電復合傳動系統(tǒng)加速性能預測模型的有效性,以40t級機電復合傳動車輛為原型,搭建了機電復合傳動小功率試驗系統(tǒng),同時針對試驗系統(tǒng),辨識得到了發(fā)動機傳遞函數(shù)模型,并搭建了Simulink仿真模型,仿真結果表明其0-70km/h的加速時間為4.7s。最后對小功率試驗系統(tǒng)的加速性能預測模型進行試驗驗證,試驗結果表明加速性能預測模型可以準確計算機電復合傳動試驗系統(tǒng)的加速性能,其0-70km/h的加速時間為4.9s。
【關鍵詞】：機電復合傳動 時變旋轉質量換算系數(shù) 發(fā)動機建模 加速性能 控制策略
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題的背景和意義11-14
• 1.1.1 混合動力車輛概述11-13
• 1.1.2 加速性能預測的研究意義13-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-17
• 1.2.1 加速性能預測仿真研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 預測模型研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 混合動力車輛加速控制策略研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要研究內容17-19
• 第2章 機電復合傳動系統(tǒng)關鍵部件模型19-39
• 2.1 機電復合傳動系統(tǒng)介紹19-23
• 2.1.1 不同模式下的轉速關系20-21
• 2.1.2 不同模式下的轉矩關系21-22
• 2.1.3 換段過程22-23
• 2.2 發(fā)動機平均值模型23-29
• 2.2.1 發(fā)動機平均值模型簡介23-24
• 2.2.2 發(fā)動機平均值模型分模塊建模24-29
• 2.3 基于試驗的發(fā)動機模型辨識29-37
• 2.3.1 發(fā)動機模型結構確定29-30
• 2.3.2 系統(tǒng)辨識的基本概念30
• 2.3.3 頻率響應辨識法30-31
• 2.3.4 發(fā)動機模型辨識31-37
• 2.4 本章小結37-39
• 第3章 混合動力車輛加速性能預測分析39-53
• 3.1 機電復合傳動系統(tǒng)加速過程39-40
• 3.2 車輛直駛加速過程動力學模型40-46
• 3.2.1 各部分慣量的細化計算41-45
• 3.2.2 考慮履帶滑轉的整車縱向動力學建模45-46
• 3.3 加速性能預測模型46-50
• 3.3.1 發(fā)動機模型47
• 3.3.2 電動機/發(fā)電機模型47-48
• 3.3.3 功率耦合機構模型48-49
• 3.3.4 動力電池組模型49
• 3.3.5 發(fā)動機啟動過程控制策略49-50
• 3.3.6 基于最大轉矩規(guī)則的加速過程控制策略50
• 3.4 基于仿真模型的加速性能預測分析50-52
• 3.5 本章小結52-53
• 第4章 混合動力車輛加速性能優(yōu)化研究53-83
• 4.1 時變旋轉質量換算系數(shù)53-62
• 4.1.1 時變旋轉質量換算系數(shù)的推導計算53-60
• 4.1.2 時變旋轉質量換算系數(shù)變化規(guī)律研究60-62
• 4.2 基于時變旋轉質量換算系數(shù)的加速性能優(yōu)化62-78
• 4.2.1 基于序列二次規(guī)劃算法的加速性能優(yōu)化62-69
• 4.2.2 基于直接搜索算法的瞬時優(yōu)化69-74
• 4.2.3 采用瞬時優(yōu)化的仿真與對比分析74-78
• 4.3 加速性能優(yōu)化界面開發(fā)78-81
• 4.3.1 優(yōu)化界面介紹79-80
• 4.3.2 優(yōu)化界面操作實例80-81
• 4.4 本章小結81-83
• 第5章 機電復合傳動系統(tǒng)加速性能試驗83-97
• 5.1 機電復合傳動系統(tǒng)試驗臺83-90
• 5.1.1 渦輪增壓柴油發(fā)動機85-86
• 5.1.2 永磁同步電機86-87
• 5.1.3 耦合機構87-89
• 5.1.4 綜合控制臺89-90
• 5.2 0-70km/h加速過程仿真與試驗90-96
• 5.2.1 小功率試驗系統(tǒng)加速性能預測模型及仿真90-92
• 5.2.2 小功率試驗系統(tǒng) 0-70km/h加速實驗92-96
• 5.3 本章小結96-97
• 結論97-99
• 參考文獻99-105
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單105-107
• 致謝107

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本文編號：923752