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串联式混合动力电动汽车经济性研究

赵世科  
【摘要】:能源和环境的双重压力使得电动汽车迎来了发展的高潮。在蓄电池及其它能源装置上不能完全取代传统的内燃机时,混合动力系统成为了最佳的选择,它的出现不仅可以使车辆的经济性和排放得到一定的改善,还可以使发动机的控制变得更加简单、有效,并促进电动车的能源技术和控制策略与手段的发展。 作为混合动力系统中最适合以城市公交工况运行的串联式混合动力系统,它存在着能量转化效率低的弊端,因此其经济性备受关注。而其经济性的影响因素主要包括:混合度、动力电池组的性能、动力系统的匹配、能量管理系统、制动能量回收、整车的质量以及使用工况等。本文主要以武汉市城市公交客车的实际线路营运工况为基础,对串联式混合动力电动客车的动力系统匹配、控制策略、制动能量回收这三个方面进行了分析与探讨。 在动力系统匹配方面,通过对车辆行驶规律的分析,包括车速、功率需求、能量需求等规律,以及各动力部件运行状态的分析,总结出了一些匹配原则,以保证各动力部件在工作时都尽量运行在最佳工作状态下,提高系统的工作效率。 在控制策略方面,在建立整车的能量流模型以及对各动力部件效率分析的基础上,分析了传统的两种控制策略(恒温器模式、功率跟随模式)的优劣势,提出了发动机分区工作与自适应控制和“一线一车”的个性化控制策略,经试验表明,该控制策略运行良好,对提高整车的能量转化效率有很大好处,改善了车辆的经济性。 在再生制动能量回收方面,主要分析了再生制动系统的结构及工其作原理、控制策略、双能源的再生制动系统以及能量回收的效果,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,对别是对于城市公交车这种制动频繁、制动强度低的车辆来说,是改善串联式混合动力电动客车经济性的一个重要突破口。 经分析表明,串联式混合动力系统只要在以上三个方面做出改进,其整车能量转化效率低的弊端将会被克服,整车的经济性将得到很大的改善。


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