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混合动力客车动力系统参数优化与再生制动研究

刘闪闪  
【摘要】: 能源危机和环境污染是当今世界可持续发展所面临的两大根本问题,城市公共交通拥挤,客车时走时停,行车速度慢,污染及其严重。在这种情况下,传统的内燃机汽车油耗和排放都很差,而混合动力系统正可以发挥其优势,解决以上两个问题。 本文首先对国内外混合动力汽车的技术发展现状及电动汽车仿真技术进行了论述。主要以混合动力城市客车为研究对象,对串联式混合动力客车的动力系统匹配及优化、多能源控制策略、再生制动进行了分析和探讨。 (1)通过对不同构型的混合动力系统和城市客车的行驶规律进行分析,选择了适用于城市客车的串联混合动力系统作为研究对象。对串联混合动力城市客车动力系统参数进行了参数匹配,并提出了混合动力系统各组成部件的建模方法。结合后轮驱动客车动力系统的特点,在MATLAB/Simulink/ADVISOR环境中对后轮驱动的串联混合动力客车进行建模和仿真。把仿真结果与样车道路试验结果相比较,验证了参数匹配和所设计的控制策略的合理性和可行性。 (2)介绍了一种基于正交试验法的串联混合动力客车动力系统参数优化的设计思想,分析了正交试验设计理论以及影响该车燃油消耗量的各项因素,利用正交试验对各项因素的匹配进行考察与优化。最后通过仿真对优化后的方案进行验证,表明该方案下的整车各项性能都比较理想,进行优化后的客车具有与常规汽车相近的动力性能,对应中国典型城市公交循环工况百公里油耗油耗改善了4.1%。 (3)在再生制动能量回收方面,主要分析了再生制动系统的控制策略及能量回收的效果。在Stateflow建模环境中对再生制动控制策略进行模型和仿真,结果表明,再生制动能量回收对整车的经济性有很大的影响,特别是对应城市客车这种制动频繁、制动强度低的车辆,效果更加明显。 (4)对所研究的混合动力客车样车进行了动力性和经济性道路试验,试验结果表明样车的动力性和经济性均满足设计要求,为该车型的进一步改进设计和产业化提供依据。


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