本文關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力車輛加速性能預(yù)測(cè)研究

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【摘要】：混合動(dòng)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(diǎn),成為當(dāng)前最具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的新能源車輛。加速性能作為車輛動(dòng)力性的基本評(píng)價(jià)指標(biāo)一直是車輛傳動(dòng)性能的研究基礎(chǔ),良好的加速性能是車輛動(dòng)力性的保證。本文所研究的機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)(EMT)是混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛的一種,針對(duì)其加速性能的預(yù)測(cè)和優(yōu)化以及試驗(yàn)研究,對(duì)研究機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)的功率流和動(dòng)力性能具有重要意義。本文以機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)為對(duì)象,研究分析其加速過程,建立加速性能預(yù)測(cè)模型,并提出考慮時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)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(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。以機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)加速過程的基本規(guī)律和必要參數(shù)關(guān)系為基礎(chǔ),研究其加速過程縱向動(dòng)力學(xué)模型,細(xì)化計(jì)算整車各部分對(duì)于主動(dòng)輪的當(dāng)量慣量,采用模塊化建模的方法結(jié)合數(shù)值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),忽略發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)變化,建立了面向控制的發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型�；贛atlab/Simulink仿真平臺(tái),建立了針對(duì)40t級(jí)機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)車輛的加速性能預(yù)測(cè)模型,該性能預(yù)測(cè)模型包含發(fā)動(dòng)機(jī)模型、電機(jī)模型、電池組模型、行星耦合機(jī)構(gòu)模型、負(fù)載模型和控制單元模型。數(shù)值仿真表明,加速性能預(yù)測(cè)模型可以反映各部件的動(dòng)態(tài)變化,準(zhǔn)確計(jì)算加速性能,其0-32km/h加速時(shí)間為5.4s。提出并理論推導(dǎo)了時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),研究其在機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用規(guī)律,優(yōu)化得到了考慮時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)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(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明考慮時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)有利于加速度的提升,其0-32km/h加速時(shí)間為5.1s。最后在Matlab/GUI平臺(tái)設(shè)計(jì)了圖形化計(jì)算界面。為了驗(yàn)證機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)加速性能預(yù)測(cè)模型的有效性,以40t級(jí)機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)車輛為原型,搭建了機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)小功率試驗(yàn)系統(tǒng),同時(shí)針對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng),辨識(shí)得到了發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)模型,并搭建了Simulink仿真模型,仿真結(jié)果表明其0-70km/h的加速時(shí)間為4.7s。最后對(duì)小功率試驗(yàn)系統(tǒng)的加速性能預(yù)測(cè)模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明加速性能預(yù)測(cè)模型可以準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的加速性能,其0-70km/h的加速時(shí)間為4.9s。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)電復(fù)合傳動(dòng) 時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)建模 加速性能 控制策略
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(dòng)力車輛概述11-13
• 1.1.2 加速性能預(yù)測(cè)的研究意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)14-17
• 1.2.1 加速性能預(yù)測(cè)仿真研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 混合動(dòng)力車輛加速控制策略研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件模型19-39
• 2.1 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)介紹19-23
• 2.1.1 不同模式下的轉(zhuǎn)速關(guān)系20-21
• 2.1.2 不同模式下的轉(zhuǎn)矩關(guān)系21-22
• 2.1.3 換段過程22-23
• 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型23-29
• 2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型簡(jiǎn)介23-24
• 2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型分模塊建模24-29
• 2.3 基于試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)模型辨識(shí)29-37
• 2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型結(jié)構(gòu)確定29-30
• 2.3.2 系統(tǒng)辨識(shí)的基本概念30
• 2.3.3 頻率響應(yīng)辨識(shí)法30-31
• 2.3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)模型辨識(shí)31-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第3章 混合動(dòng)力車輛加速性能預(yù)測(cè)分析39-53
• 3.1 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)加速過程39-40
• 3.2 車輛直駛加速過程動(dòng)力學(xué)模型40-46
• 3.2.1 各部分慣量的細(xì)化計(jì)算41-45
• 3.2.2 考慮履帶滑轉(zhuǎn)的整車縱向動(dòng)力學(xué)建模45-46
• 3.3 加速性能預(yù)測(cè)模型46-50
• 3.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型47
• 3.3.2 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)模型47-48
• 3.3.3 功率耦合機(jī)構(gòu)模型48-49
• 3.3.4 動(dòng)力電池組模型49
• 3.3.5 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程控制策略49-50
• 3.3.6 基于最大轉(zhuǎn)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(yù)測(cè)分析50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 混合動(dòng)力車輛加速性能優(yōu)化研究53-83
• 4.1 時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)53-62
• 4.1.1 時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)的推導(dǎo)計(jì)算53-60
• 4.1.2 時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)變化規(guī)律研究60-62
• 4.2 基于時(shí)變旋轉(zhuǎn)質(zhì)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(shí)優(yōu)化69-74
• 4.2.3 采用瞬時(shí)優(yōu)化的仿真與對(duì)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(shí)例80-81
• 4.4 本章小結(jié)81-83
• 第5章 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)加速性能試驗(yàn)83-97
• 5.1 機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)83-90
• 5.1.1 渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)85-86
• 5.1.2 永磁同步電機(jī)86-87
• 5.1.3 耦合機(jī)構(gòu)87-89
• 5.1.4 綜合控制臺(tái)89-90
• 5.2 0-70km/h加速過程仿真與試驗(yàn)90-96
• 5.2.1 小功率試驗(yàn)系統(tǒng)加速性能預(yù)測(cè)模型及仿真90-92
• 5.2.2 小功率試驗(yàn)系統(tǒng) 0-70km/h加速實(shí)驗(yàn)92-96
• 5.3 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論97-99
• 參考文獻(xiàn)99-105
• 攻讀學(xué)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(hào)：923752