搭载EMCVT混合动力汽车再生制动策略研究

发布时间：2017-11-02 19:30

  本文关键词：搭载EMCVT混合动力汽车再生制动策略研究

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【摘要】：近年来,随着全球汽车保有量的增加,汽车的尾气排放带来的环境污染问题日益受到各国政府的重视,加上传统汽车耗费了大量的石油,使得石油能源面临枯竭,因此,以混合动力电动汽车为代表的新能源汽车应运而生。混合动力电动汽车续驶里程长,而且具有纯电动驱动工况和再生制动工作模式,其油耗和排放相对于传统的燃油汽车都能得到明显改善。再生制动装置作为能够回收能量的装置,吸引了国内外汽车行业(企业)的目光。之所以能够回收能量,是因为制动时能够利用电动机的发电特性将本应在车轮制动器上被以热能耗散掉的部分动能回收起来留作后用,通过这样一个回收、储存、利用的过程,使得车辆的燃油消耗和排放得到了有效的降低。机电控制无级变速器(EMCVT)和传统的无级自动变速器(CVT)一样能够真正地实现速比的连续变化,能够调整动力源的工作区域,使车辆具有良好的动力性、经济性和排放性能。不同的是,机电控制CVT驱动带轮轴向移动采用电机与齿轮减速器及丝杆螺母机构组成的机械电子调速驱动机构,完全抛弃了传统的液压系统,这降低了系统的制造成本,提高了系统的可靠性。当汽车处于制动工况时,通过调节CVT速比,调节电机转速,使电机工作在基于电机高效工作的优化曲线上,最大限度地回收制动能量。本文以搭载EMCVT混合动力电动汽车为研究对象,对单轴并联式混合动力系统进行了理论分析和仿真研究,取得了如下成果:1.基于对传统燃油汽车受到地面的附着作用力、制动力与液压制动装置液压力三者的力学关系分析,参照传统汽车制动力分配方法,结合EMCVT无级变速的特点,提出了两种混合动力电动汽车再生制动控制策略,即定比例制动力分配和基于ECE R13制定法规提出的制动力分配控制策略。2.基于电机发电效率的特性分析,得到了电机的最优化高效曲线,从此线上我们能够找到电机的最优工作转矩值、转速值,用它们计算出CVT的目标速比,然后给出以让电机尽量处在高效工作区域为目标的CVT速比控制策略;考虑电池SOC对电池充电功率的影响,绘制出不同电池SOC下的CVT速比变化曲面图。3.根据EMCVT混合动力电动汽车的配置和参数,基于Cruise仿真平台,建立了混合动力电动汽车整车仿真模型;在MATLAB/SUMULINK/stateflow下编写了整车控制策略,便于和CRUISE仿真平台对整车模型和再生制动控制策略进行联合仿真。4.提出了再生制动系统仿真的评价指标,并对不同制动初始车速和不同制动强度下的常规制动工况进行了仿真分析,结果表明,本文提出的再生制动控制策略和搭建的仿真模型,能够保证车辆的制动安全性,并回收制动能量;对再生制动系统进行了NEDC循环工况下的仿真分析,结果再次说明,整车能够安全制动,并且回收了一部分的制动能量。因此,验证后,结论是本文提出的再生制动控制策略和建立的再生制动系统模型是合理的、正确的。
【关键词】：EMCVT混合动力汽车 CVT速比 再生制动 控制策略 建模与仿真
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.2 再生制动技术研究现状13-18
• 1.2.1 再生制动技术国外研究现状14-16
• 1.2.2 国内关于再生制动领域的研究现状16-18
• 1.3 机电控制无级变速器概述18-19
• 1.4 单轴并联式混合动力系统结构分析19-20
• 1.5 本次课题来源和研究的主要内容20-21
• 1.5.1 本次课题来源20
• 1.5.2 本次课题主要内容20-21
• 2 EMCVT混合动力汽车再生制动控制策略21-39
• 2.1 汽车运行的动力学基础21-28
• 2.1.1 汽车运动动力学基础21-23
• 2.1.2 汽车制动减速动力学基础23-25
• 2.1.3 传统汽车制动过程前后轴制动力分配动力学基础25-28
• 2.2 搭载EMCVT的混动汽车制动力分配控制策略28-37
• 2.2.1 搭载EMCVT的混动汽车再生制动力动力学基础28-30
• 2.2.2 定比例制动力分配控制策略30-33
• 2.2.3 根据ECE制动法规提出的混合动力电动汽车制动力分配控制策略33-37
• 2.3 本章小结37-39
• 3 基于电机高效工作的CVT速比控制策略39-49
• 3.1 EMCVT混合动力汽车再生制动过程中电机发电效率优化工作线的确定39-45
• 3.1.1 ISG电机效率特性39-44
• 3.1.2 EMCVT效率模型44-45
• 3.2 CVT速比控制策略45-48
• 3.3 本章小结48-49
• 4 AVL CRUISE仿真平台进行整车性能仿真49-63
• 4.1 AVL CRUISE软件基本介绍49-50
• 4.1.1 AVL CRUISE软件的应用49
• 4.1.2 AVL CRUISE的软件特点49-50
• 4.1.3 AVL CRUISE的基本操作流程50
• 4.2 搭建混合动力汽车模型50-54
• 4.2.1 部件模型50-51
• 4.2.2 信号连接51-53
• 4.2.3 整车模型53-54
• 4.3 样车参数54-62
• 4.3.1 整车模块54-55
• 4.3.2 发动机模块55-56
• 4.3.3 离合器模块56-57
• 4.3.4 电机模块57-58
• 4.3.5 电池模块58
• 4.3.6 CVT模块58
• 4.3.7 主减速器模块58-59
• 4.3.8 车轮模块59
• 4.3.9 制动器模块59-60
• 4.3.10 控制模块60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 仿真分析63-83
• 5.1 EMCVT混合动力汽车再生制动仿真工况的选择与分析63-64
• 5.2 混合动力汽车再生制动系统在典型制动工况下的仿真和分析64-78
• 5.2.1 30 公里每小时初始制动车速下的仿真分析64-71
• 5.2.2 60 公里每小时初始制动车速下的仿真分析71-78
• 5.3 混合动力汽车再生制动系统在典型城市驱动循环工况下的仿真78-81
• 5.3.1 EMCVT混合动力电动汽车在欧洲NEDC循环工况下的仿真结果分析78-81
• 5.4 本章小结81-83
• 6 总结与展望83-85
• 6.1 论文总结83-84
• 6.2 研究展望84-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-89
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果89

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1 任洪;搭载EMCVT混合动力汽车再生制动策略研究[D];重庆理工大学;2016年

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本文编号：1132863