發(fā)布時間：2017-09-26 13:22

  本文關(guān)鍵詞：混合動力車輛加速性能預(yù)測研究

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【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(dāng)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(biāo)一直是車輛傳動性能的研究基礎(chǔ),良好的加速性能是車輛動力性的保證。本文所研究的機(jī)電復(fù)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(yù)測和優(yōu)化以及試驗研究,對研究機(jī)電復(fù)合傳動的功率流和動力性能具有重要意義。本文以機(jī)電復(fù)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(yù)測模型,并提出考慮時變旋轉(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)值仿真和臺架試驗進(jìn)行驗證。以機(jī)電復(fù)合傳動系統(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力學(xué)模型,細(xì)化計算整車各部分對于主動輪的當(dāng)量慣量,采用模塊化建模的方法結(jié)合數(shù)值實驗數(shù)據(jù),忽略發(fā)動機(jī)循環(huán)內(nèi)變化,建立了面向控制的發(fā)動機(jī)平均值模型�；贛atlab/Simulink仿真平臺,建立了針對40t級機(jī)電復(fù)合傳動車輛的加速性能預(yù)測模型,該性能預(yù)測模型包含發(fā)動機(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)測模型可以反映各部件的動態(tài)變化,準(zhǔn)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(dǎo)了時變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),研究其在機(jī)電復(fù)合傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用規(guī)律,優(yōu)化得到了考慮時變旋轉(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)行對比,結(jié)果表明考慮時變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)有利于加速度的提升,其0-32km/h加速時間為5.1s。最后在Matlab/GUI平臺設(shè)計了圖形化計算界面。為了驗證機(jī)電復(fù)合傳動系統(tǒng)加速性能預(yù)測模型的有效性,以40t級機(jī)電復(fù)合傳動車輛為原型,搭建了機(jī)電復(fù)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(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的加速時間為4.7s。最后對小功率試驗系統(tǒng)的加速性能預(yù)測模型進(jìn)行試驗驗證,試驗結(jié)果表明加速性能預(yù)測模型可以準(zhǔn)確計算機(jī)電復(fù)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(guān)鍵詞】：機(jī)電復(fù)合傳動 時變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 發(fā)動機(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)位級別】：碩士
【學(xué)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(yù)測的研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-17
• 1.2.1 加速性能預(yù)測仿真研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 預(yù)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(nèi)容17-19
• 第2章 機(jī)電復(fù)合傳動系統(tǒng)關(guān)鍵部件模型19-39
• 2.1 機(jī)電復(fù)合傳動系統(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)動機(jī)平均值模型23-29
• 2.2.1 發(fā)動機(jī)平均值模型簡介23-24
• 2.2.2 發(fā)動機(jī)平均值模型分模塊建模24-29
• 2.3 基于試驗的發(fā)動機(jī)模型辨識29-37
• 2.3.1 發(fā)動機(jī)模型結(jié)構(gòu)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(yīng)辨識法30-31
• 2.3.4 發(fā)動機(jī)模型辨識31-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第3章 混合動力車輛加速性能預(yù)測分析39-53
• 3.1 機(jī)電復(fù)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(xué)模型40-46
• 3.2.1 各部分慣量的細(xì)化計算41-45
• 3.2.2 考慮履帶滑轉(zhuǎn)的整車縱向動力學(xué)建模45-46
• 3.3 加速性能預(yù)測模型46-50
• 3.3.1 發(fā)動機(jī)模型47
• 3.3.2 電動機(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 動力電池組模型49
• 3.3.5 發(fā)動機(jī)啟動過程控制策略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)測分析50-52
• 3.5 本章小結(jié)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(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)53-62
• 4.1.1 時變旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)的推導(dǎo)計算53-60
• 4.1.2 時變旋轉(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(jié)81-83
• 第5章 機(jī)電復(fù)合傳動系統(tǒng)加速性能試驗83-97
• 5.1 機(jī)電復(fù)合傳動系統(tǒng)試驗臺83-90
• 5.1.1 渦輪增壓柴油發(fā)動機(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(yù)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(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：923752