48V汽车弱混动力系统研究

发布时间：2020-04-09 00:00

【摘要】：2014年国家正式发布了第四阶段《乘用车燃油消耗量评价方法及指标》,该标准规定,到2020年乘用车平均燃油消耗量降至5.0L/100km。在日益严苛的法规下,很难通过提高发动机的燃油效率来达到新的油耗排放目标,汽车混动化和纯电动化是最佳的解决方案。但是由于高昂的成本以及续航等问题,纯电动化这一终极目标在短期内无法大量普及。汽车48V电气系统作为一种弱混系统,与高压混动系统(电池电压大于100V)相比,其成本更低却可以实现大部分的节能效果。本文以某款传统汽车为原型车,设计一种48V弱混动力系统,并建立整车模型和控制策略模型进行联合仿真研究。首先对48V汽车能够实现的功能进行分析,确定采用12V/48V双电压方案,对48V弱混动力系统的结构布置形式进行比较后确定弱混系统采用P2的结构方案。其次对弱混系统的主要部件(电机和动力电池等)进行选型分析,并根据汽车动力学及汽车理论的知识对主要部件的参数进行匹配设计。然后,采用逻辑门限控制策略制定48V汽车控制策略,将弱混动力系统运行模式分为电机单独驱动模式、发动机单独驱动模式、混合驱动模式、再生制动模式与行车发电模式,并基于MATLAB/Simulink建立控制策略的仿真模型。最后,基于Cruise软件建立整车模型,通过与控制策略模型的联合进行动力性、经济性仿真,并与原型车的仿真结果进行比较分析。仿真结果表明,与原型车相比较,本文设计的48V汽车在保证动力性的前提下具有更好的燃油经济性,同时通过联合仿真验证了本文制定的控制策略的可行性,为48V汽车弱混系统的进一步研究提供了参考。
【图文】：

长安大学硕士学位论文20 年百公里油耗要求降至 4L,每公里二氧化碳排放量低至 95g。图 1.1 展示和地区对每公里二氧化碳的排放标准，从图中可以看到，各个国家和地区对排放法规都越来越严格，节能减排的形势刻不容缓。传统汽车 12V 电气系统以实现启停功能，但由于受到自身电压功率的限制，节油减排效果很不明显动机技术及汽车轻量化技术与西方发达国家相比相对落后，在当前的技术条汽车 12V 电气系统已经无法满足新的油耗和排放法规的要求[8]。

图 1.2 2011-2016 年我国新能源汽车的产销量汽车由发动机和电动机两套动力系统，既可以靠发动机或电动现发动机和电动机联合驱动，因而混合动力汽车解决了纯电动的续驶里程短的问题。而且混合动力汽车兼具纯电动车低污染汽车是一种介于传统汽车到纯电动汽车的过渡车型。苛的法规下，很难通过提高发动机的燃油效率来达到新的油耗化和纯电动化是最佳的解决方案。但是由于高昂的成本以及续终极目标在短期内无法大量普及。汽车 48V 电气系统作为一种统（电池电压大于 100V）相比，其成本更低却可以实现大部分福的测算，48V 弱混系统的成本是高压混动系统的 30%，却可的节能效果[11]。除此之外，48V 电气系统还有以下优势。安全度高。60V 电压属于隔离要求的安全限度，，如果高于该极考虑采用安全措施，避免出现车内乘客触电危险。48V 系统中
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.7

【参考文献】

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本文编号：2620003