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[学位]

混合动力汽车瞬态工况控制策略优化研究

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Author:

王军 (王军.)

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学位论文库

Abstract:

在不牺牲车辆动力性能的前提下, 有效提高燃油经济性、降低尾气排放是目前汽车工业面临的一大挑战。混合动力汽车是一种双能源车辆, 它能够通过能量控制策略来减少油耗和排放,能量控制策略的主要目的是满足汽车足够动力性能的条件下,最大限度使发动机工作在油耗和排放最低的高效区,同时使电力驱动系统能够得到最大效率,当汽车处于减速、滑行或制动状态时,汽车能够实现制动能量的高效自动回收。传统混合动力汽车回收的电能主要用于汽车起动、加速助力以及纯电动行驶,以节省油耗。如果将回收的有限电能用于补充燃烧效率较低的瞬态工况,那么节油率将比传统混合动力汽车高,即有限电能等价的燃油将会更多。本文将结合实际工程课题,以提高发动机的燃油经济性为目标,针对燃烧恶劣的瞬态工况展开研究,为皮带驱动起动机(BSG)混合动力汽车整车-发动机(HCU-EMS)控制系统的开发提供理论依据,本文主要研究工作包括:(1)为分析某型整车瞬态运行工况,在转鼓上对整车进行NEDC道路循环测试,记录发动机相关的信号;然后主要分析点火提前角的变化情况来确定瞬态工况燃烧是否恶劣;针对燃烧恶劣的瞬态工况,制定能量控制策略。 (2)以汽车动力学知识为基础,使用建模软件Simulink建立汽车制动能量回收系统的模型,基于NEDC道路循环进行制动能量回收的仿真计算。按照本文设定的方案及假设,在一个NEDC道路循环仿真测试中,在1180s的NEDC道路循环中,发动机产生的能量为2043.9Wh,BSG电机回收的制动能为156.41Wh,BSG电机的制动能量回收率为7.65%。(3)针对所测试和仿真的的数据,根据电机提供替代扭矩的方案,对发动机起动后扭矩预留、加速换挡、加速后等速行驶、汽车减速断油、怠速过渡阶段、怠速滑行阶段、怠速停车阶段等瞬态工况进行电机补扭,同时统计各瞬态工况在NEDC道路循环中所发生的次数及时间,计算这部分实际过程的发动机耗油量,以及采用BSG电机提供替代扭矩的耗电量。(4)利用BSG电机提供电扭矩,通过比较各瞬态工况的节油率,得出怠速过渡阶段的节油率最高,其每1Wh的电能可节省0.66ml的燃油,这些瞬态工况的节油率均比正常行驶的节油率要高。若BSG电机对一个NEDC循环的瞬态工况进行扭矩替代,可节省油耗为72.9ml。整个NEDC循环汽车行驶路程11.46km,按比例可知,百公里可节油0.636L,那么百公里的节油率为8%。

Keyword:

点火提前角 混合动力汽车 控制策略 瞬态工况 油耗

Author Community:

  • [ 1 ] 西安交通大学能源与动力工程学院

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Basic Info :

Degree: 工学硕士

Mentor: 王锡斌

Year: 2013

Language: Chinese

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WoS CC Cited Count: 0

30 Days PV: 19

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