本文關(guān)鍵詞：增程式電動自行車建模與能量分配算法研究

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【摘要】：增程式電動自行車是在純電動自行車的基礎(chǔ)上增加一套“發(fā)動機+ISG (Integrated starter-generator)電機”式增程器,當(dāng)電池電量不足或電池供能不足時增程器啟動,車輛以增程模式行駛,能夠大大增加車輛的續(xù)航里程。由于增程器和電池、輪轂電機之間采用電連接方式,增程器的工作狀態(tài)與車輛的行駛工況相對獨立,通過合理的整車能量分配算法可以將增程器工作在排放較低和燃油經(jīng)濟性較好的區(qū)域。本文是以增程式電動自行車為研究對象,設(shè)計了增程器、電池和輪轂電機的能量分配算法,在保證電池性能和循環(huán)使用壽命的基礎(chǔ)上提高整車燃油經(jīng)濟性。全文主要內(nèi)容及結(jié)論如下：首先,在現(xiàn)有的增程式電動自行車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,以整車動力學(xué)方程為理論依據(jù),基于AVL Cruise軟件仿真平臺中搭建了整車模型。在Cruise中的電池模型中輸入電池參數(shù),并結(jié)合理論推導(dǎo)建立了電池的效率模型。在增程器特性試驗的基礎(chǔ)上,建立增程器的穩(wěn)態(tài)油耗模型,并結(jié)合理論建模的方法搭建了增程器模塊。其次,研究增程式電動自行車在行駛過程中各部件能量流動和效率特性,在保證電池效率和循環(huán)使用壽命的前提下,以提高整車燃油經(jīng)濟性為優(yōu)化目標(biāo)對整車能量分配算法進行研究。建立了電池瞬時等效油耗理論,將當(dāng)前電池消耗或者補償?shù)碾娔艿刃槠渌麜r刻增程器燃油的消耗量,提出了基于瞬時等效油耗最低的瞬時優(yōu)化整車能量分配算法,并對傳統(tǒng)增程式電動自行車的能量分配算法進行研究。最后,基于之前搭建的增程式電動自行車模型,選定目標(biāo)工況對整車燃油經(jīng)濟性進行研究。采用Cruise和MATLAB聯(lián)合仿真的方式對電池充放電的等效燃油轉(zhuǎn)化系數(shù)進行標(biāo)定,再分析比較不同算法的仿真結(jié)果。選定目標(biāo)工況和電池初始SOC為45%的條件下,瞬時優(yōu)化算法、恒功率策略和功率跟隨策略的綜合燃油消耗率為0.724 L/100km、1.340 L/100km和0.889L/100km,結(jié)果表明瞬時優(yōu)化算法能夠顯著提高整車的燃油經(jīng)濟性。
【關(guān)鍵詞】：增程式電動自行車 能量分配算法 建模與仿真 瞬時優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 課題研究背景及意義14-15
• 1.2 增程式電動自行車概述15-20
• 1.2.1 增程式電動自行車定義與結(jié)構(gòu)15-17
• 1.2.2 增程式電動自行車發(fā)展歷程17-19
• 1.2.3 增程式電動自行車與混合電動兩輪車的區(qū)別19-20
• 1.3 增程式電動車能量管理算法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4 本文主要內(nèi)容23-26
• 第2章 增程式電動自行車整車模型搭建26-44
• 2.1 增程式電動自行車Cruise模型搭建26-29
• 2.1.1 軟件AVL Cruise介紹27-28
• 2.1.2 增程式電動自行車整車建模28-29
• 2.2 增程式電動自行車動力學(xué)模型29-32
• 2.3 增程式電動自行車電池模塊32-36
• 2.3.1 Cruise電池模型搭建32-34
• 2.3.2 電池效率模型34-36
• 2.4 增程器建模36-41
• 2.4.1 增程器特性實驗37-39
• 2.4.2 增程器Cruise模型39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-44
• 第3章 增程式電動自行車能量分配算法研究44-62
• 3.1 增程式電動自行車能量消耗分析44-47
• 3.1.1 增程式電動自行車能量流動分析44-46
• 3.1.2 增程式電動自行車效率特性分析46-47
• 3.2 算法約束條件47-51
• 3.2.1 電池約束條件48-51
• 3.2.2 增程器約束條件51
• 3.3 瞬時優(yōu)化算法研究51-57
• 3.3.1 瞬時優(yōu)化算法的目標(biāo)函數(shù)52-53
• 3.3.2 電池的等效燃油消耗量53-56
• 3.3.3 瞬時優(yōu)化算法的數(shù)學(xué)模型56-57
• 3.4 傳統(tǒng)的能量分配策略57-60
• 3.4.1 功率跟隨策略57-59
• 3.4.2 恒功率策略59-60
• 3.5 本章小結(jié)60-62
• 第4章 增程式電動自行車仿真與分析62-78
• 4.1 選定目標(biāo)工況62-63
• 4.1.1 輪轂電機需求功率62-63
• 4.2 電池充放電的等效燃油消耗轉(zhuǎn)化系數(shù)63-70
• 4.2.1 Cruise和MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真63-66
• 4.2.2 電池等效燃油轉(zhuǎn)化系數(shù)標(biāo)定66-70
• 4.3 增程式電動自行車仿真結(jié)果分析70-76
• 4.3.1 瞬時優(yōu)化算法仿真結(jié)果分析70-72
• 4.3.2 傳統(tǒng)能量分配算法仿真結(jié)果分析72-75
• 4.3.3 整車燃油經(jīng)濟性評價75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第5章 總結(jié)和展望78-80
• 5.1 全文總結(jié)78-79
• 5.2 展望79-80
• 參考文獻80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的科研成果84

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