西安城市工况构建及混合动力客车动力系统参数匹配研究

发布时间：2020-10-30 21:38

　　 汽车行驶工况对汽车研发设计、参数匹配、排放检测具有重要的作用,是汽车行业的一项共性基础技术。行驶工况具有强烈的地域特性,不同国家、区域和城市的行驶工况也有所不同。我国目前使用的工况主要参考欧洲ECE工况,与实际情况有较大差异。因此,针对特定区域的实际交通情况构建出特定行驶工况对开发出适合该地区的汽车产品有着重要意义。本文通过西安市公交站点和线路统计,筛选出典型城市公交线路,对公交实际行驶数据采集,并基于实际数据,采用多种方法构建了西安市公交线路工况,并提出三种通过线路工况数据耦合构建城市工况的方法,构建出西安城市工况。基于构建的工况,对混合动力客车进行了动力系统参数匹配,建立了整车模型和整车控制策略模型,并仿真分析了整车动力性和经济性。本文主要研究工作如下:统计分析西安市公交站点及线路情况,筛选典型公交线路,采集工况数据,并对工况数据进行怠速标定、尖点插值和长行程截取等预处理。采用8个特征值组成的工况数据稳定度分别对典型线路工况数据进行了收敛判定。采用基于类误差的聚类分析法、基于中心距离的聚类分析法、基于变步长的V-A矩阵法、基于短行程的V-A矩阵法及基于聚类+V-A矩阵法等五种方法构建工况,并通过特征值误差和V-A矩阵相似性计算,对比分析这五种方法构建工况的优缺点和适用范围。提出了市郊市区数据耦合法、线路数据耦合法和线路工况耦合法等三种通过线路工况数据耦合构建城市工况的方法,以此构建西安市城市工况,并从误差计算和构建方法特点分析了三种方法的适用性。基于构建的西安市城市工况,参考某公交客车实车参数,完成包括发动机、电机、传动系及电池在内的某款混合动力城市客车动力系统参数匹配。基于Cruise软件建立了混合动力客车整车模型,基于MATLAB/Simulink建立了基于逻辑门的混合动力客车整车控制策略模型,并以本文构建的西安市城市工况为输入,通过联合仿真分析了整车动力性和经济性。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.7
【部分图文】：

市实际公交行驶工况的工况。因此，研究西安市城市公交工况构建，并基于工况匹配动力系统参数，对提高城市公交客车的经济性具有重要的实际意义。1.2 国内外研究现状国外发达国家汽车行驶工况的研究起步较早。美国在上世纪 70 年代率先开展工况的研究，此后欧洲经济委员会（ECE）联合欧洲经济共同体共同制定欧洲行驶工况。在亚洲，日本在上世纪 80 年代最早制定日本本国的行驶工况。目前常用的汽车行驶工况主要有三个：1）日本行驶工况日本最早使用 Japan10 工况，随着经济发展及城市结构、道路等级、交通流量等均发生显著变化，该国开始采用修正后的 Japan10.15 工况，和欧洲工况一样都属于模态工况[45]，如图 1.1 所示。

图 1.2 美国 FTP75 工况随着国家的发展，高速公路和主干线在道路中的占比越来越高，美国环保局（EPA）认为原有的行驶工况已经不能反映真实的交通情况。因此，EPA 制定适用于主干线及高速公路的 US06 工况，以及包括车辆满负荷运行的 SC03 工况。3) 欧洲行驶工况目前在欧洲国家使用最广泛的是 NEDC 模态工况，该循环工况由两部分构成，ECE循环和 EUDS 循环。ECE 是传统城市道路行驶工况，反映欧洲城市市区车辆的行驶特征。1992 年补充 EUDS 循环，反映市郊高速运行特征[26,39]，如图 1.3 所示。模态工况无法充分反映出汽车实际行驶动态响应，因此欧洲各国也相继开发许多瞬态行驶工况。

图 1.2 美国 FTP75 工况随着国家的发展，高速公路和主干线在道路中的占比越来越高，美国环保局（EPA为原有的行驶工况已经不能反映真实的交通情况。因此，EPA 制定适用于主干线及公路的 US06 工况，以及包括车辆满负荷运行的 SC03 工况。3) 欧洲行驶工况目前在欧洲国家使用最广泛的是 NEDC 模态工况，该循环工况由两部分构成，E环和 EUDS 循环。ECE 是传统城市道路行驶工况，反映欧洲城市市区车辆的行驶。1992 年补充 EUDS 循环，反映市郊高速运行特征[26,39]，如图 1.3 所示。模态工况充分反映出汽车实际行驶动态响应，因此欧洲各国也相继开发许多瞬态行驶工况。
【参考文献】

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本文编号：2863029