某48V微混系统软硬件设计及优化验证
发布时间：2021-07-01 21:35
随着环保法规日益严苛,越来越多轻型乘用车企业推出了纯电动车辆和混合动力车辆。其中48V微弱混合动力系统由于其较低的成本和较高的收益越来越受重视。相较于高压混合动力车辆而言,48V处于人体安全电压范围内,同时也能满足车辆行驶过程中能量回收、电机助力功能要求,有其独特的优势。本文基于市场上某热销乘用车,首先从比较混合动力方案开始,确定P0的布置形式,参照拟达到的动力性和经济性提升目标,计算系统关键部件:BSG电机、48V电池、DCDC变换器等的性能参数,并完成系统部件的选型,确定零部件布置的位置,完整的设计了一套48V微弱混合动力系统。其次,根据系统预期实现的功能,编写了一套完整的基于Labview的48V微弱混合动力系统的上层控制程序。最后,利用cruise软件对系统进行建模和仿真计算,得到其经济性收益,并设计实车试验,通过测试方法得到试验的输入参数,进行试验,用试验的结果验证了仿真结果中燃油经济性收益的可靠,也设计了NVH试验,验证48V系统对车辆的NVH同样有一定的提升。结果表明,本文设计的48V微弱混合动力系统不仅在燃油经济性方面有很大的提升,同时也改善了动力性和驾驶舒适性。达到了...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内已搭载48V的车型Fig1.348VvehiclelistedinChina
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文7约20%的燃油节省并大幅度降低污染物排放。图1.4搭载大陆集团48V微混系统概念车Fig1.4EquippedwithContinental48Vmicrohybridsystemconceptvehicle1.3主要内容文章以国内市场上某轻型乘用车为基础，设计构建48V微弱混合动力系统、确定应用功能，目标实现10%以上的油耗收益，同时提升15%以上的动力性和6km/h的最大车速。并通过试验的方法来验证该系统的经济性、动力性、驾驶平顺性和舒适性的收益。文章的第一章主要了解了48V微混系统的结构组成和基本功能，对国内外主要企业的研究现状进行介绍，并引入确立了本文的主要研究对象。第二章交代了48V微混动力系统载体车辆的基本参数，分析比较了各种布置方案的优劣性，选择布置位置，并对系统关键部件进行选型计算，确定该系统的混动方案。第三章就绪论中提出的系统的应用功能做出具体的功能设计，并通过labview实现功能的上层控制。通过前三章的内容，已经对该系统的软硬件设计完成，第四章在此基础上，通过建模和仿真，验证该系统在燃油经济性的收益并设计试验验证仿真结果的可靠性。第五章主要对已完成工作进行总结，最后展望未来研究方向和前景。
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文9（1）P0：48V电机位于发动机前端，且通过皮带轮与发动机曲轴端的曲轴减震器相连，此种布置所采用的电机可以称为BSG电机。（2）P1：48V电机布置在曲轴上，位于发动机与C0离合器之间，与发动机曲轴相连，此种布置仅需要一个离合器。（3）P2：48V电机位于变速箱输入端，可以仅有一个离合器C0，也可以有两个离合器C0、C1，若存在两个离合器，则电机位于两个离合器之间。（4）P3：48V电机位于变速箱输出端。（5）P4：48V电机位于非驱动轴上。这里的离合器C0、C1区别于双离合变速箱中的双离合器，其中C0为传统内燃机车辆的离合器，用来传递或中断发动机输出的动力，在48V微弱混合动力系统中，离合器C0在五种布置中都是必要存在的。离合器C1仅为P2布置结构一种可能的选择，后面会详细介绍这个离合器的作用。还有一些少见的48V电机布置方式，通常和上述五种布置方案的功能相同或非常相近，例如将48V电机集成在变速箱中，这种布置通常称为P2.5，在这里边不一一讨论了。图2.1不同布置方案的48V微混系统原理图Fig2.1Schematicdiagramof48Vmicrohybridsystemwithdifferentlayoutschemes每种布置方案的优点与缺点如下：P0：优点，低成本，这种布置方式仅将原型车上的发电机替换为48VBSG电机，安装方便，值得一提的是，不同于原型车仅仅存在发动机曲轴减震器拖动附件皮带机构，48V车辆附件皮带机构需要传递两个方向的力矩，分别用于启动、助力工况下和能量回收工况下。因此，附件皮带机构也需要提高安装预紧力，做一些微小的调整。且由于电机和发动机是由皮带相连，而皮带传动不同于齿轮传
【参考文献】：
期刊论文
[1]CAN总线负载率算法及优化设计[J]. 刘洪鹏,唐国强. 客车技术与研究. 2019(05)
[2]纯电动商用车低压电器系统电平衡计算分析[J]. 赵雷雷,强鸽鹏,秦振海,邹凡. 汽车电器. 2019(07)
[3]48V微混系统市场竞争力研究[J]. 肖凯,庞有俊,孟健. 时代汽车. 2019(06)
[4]车辆匹配直喷增压发动机的NEDC/WLTC循环排放分析[J]. 李基凤,张毅,马冠钦,杨万里,王瑞平. 小型内燃机与车辆技术. 2019(02)
[5]我国能源消费与产业结构的互动关系分析[J]. 周庆元,陈海龙. 统计与决策. 2018(20)
[6]提高功率和降低燃油耗的电辅助增压[J]. J.Beer,M.G?tzenberger,W.Triller,L.Vornweg,范明强. 国外内燃机. 2017(06)
[7]油电混合动力电动汽车油耗优化控制仿真研究[J]. 魏玲. 计算机仿真. 2017(08)
[8]汽油机国五与国六法规对比研究[J]. 邵军,赵志国. 交通节能与环保. 2017(03)
[9]法雷奥48V动力总成系统多种创新解决方案为车厂排忧解难[J]. 俞庆华. 汽车零部件. 2016(12)
[10]某微型车整车电量平衡试验方法研究[J]. 杨坤,董秀辉,王杰,刘吉顺,郭栋,唐鹏. 广西大学学报(自然科学版). 2016(05)
博士论文
[1]桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究[D]. 李晓甫.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]铅酸电池结构工艺改进及性能研究[D]. 许斌.浙江工业大学 2015
[2]启停发动机电控系统的研究与开发[D]. 毛雅风.武汉理工大学 2013
[3]大容量动力型锂电池管理系统（BMS）研究[D]. 项良军.合肥工业大学 2012
[4]谐振DC/DC变换器的研究[D]. 杨益平.浙江大学 2005
本文编号：3259909
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内已搭载48V的车型Fig1.348VvehiclelistedinChina
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文7约20%的燃油节省并大幅度降低污染物排放。图1.4搭载大陆集团48V微混系统概念车Fig1.4EquippedwithContinental48Vmicrohybridsystemconceptvehicle1.3主要内容文章以国内市场上某轻型乘用车为基础，设计构建48V微弱混合动力系统、确定应用功能，目标实现10%以上的油耗收益，同时提升15%以上的动力性和6km/h的最大车速。并通过试验的方法来验证该系统的经济性、动力性、驾驶平顺性和舒适性的收益。文章的第一章主要了解了48V微混系统的结构组成和基本功能，对国内外主要企业的研究现状进行介绍，并引入确立了本文的主要研究对象。第二章交代了48V微混动力系统载体车辆的基本参数，分析比较了各种布置方案的优劣性，选择布置位置，并对系统关键部件进行选型计算，确定该系统的混动方案。第三章就绪论中提出的系统的应用功能做出具体的功能设计，并通过labview实现功能的上层控制。通过前三章的内容，已经对该系统的软硬件设计完成，第四章在此基础上，通过建模和仿真，验证该系统在燃油经济性的收益并设计试验验证仿真结果的可靠性。第五章主要对已完成工作进行总结，最后展望未来研究方向和前景。
合肥工业大学专业硕士研究生学位论文9（1）P0：48V电机位于发动机前端，且通过皮带轮与发动机曲轴端的曲轴减震器相连，此种布置所采用的电机可以称为BSG电机。（2）P1：48V电机布置在曲轴上，位于发动机与C0离合器之间，与发动机曲轴相连，此种布置仅需要一个离合器。（3）P2：48V电机位于变速箱输入端，可以仅有一个离合器C0，也可以有两个离合器C0、C1，若存在两个离合器，则电机位于两个离合器之间。（4）P3：48V电机位于变速箱输出端。（5）P4：48V电机位于非驱动轴上。这里的离合器C0、C1区别于双离合变速箱中的双离合器，其中C0为传统内燃机车辆的离合器，用来传递或中断发动机输出的动力，在48V微弱混合动力系统中，离合器C0在五种布置中都是必要存在的。离合器C1仅为P2布置结构一种可能的选择，后面会详细介绍这个离合器的作用。还有一些少见的48V电机布置方式，通常和上述五种布置方案的功能相同或非常相近，例如将48V电机集成在变速箱中，这种布置通常称为P2.5，在这里边不一一讨论了。图2.1不同布置方案的48V微混系统原理图Fig2.1Schematicdiagramof48Vmicrohybridsystemwithdifferentlayoutschemes每种布置方案的优点与缺点如下：P0：优点，低成本，这种布置方式仅将原型车上的发电机替换为48VBSG电机，安装方便，值得一提的是，不同于原型车仅仅存在发动机曲轴减震器拖动附件皮带机构，48V车辆附件皮带机构需要传递两个方向的力矩，分别用于启动、助力工况下和能量回收工况下。因此，附件皮带机构也需要提高安装预紧力，做一些微小的调整。且由于电机和发动机是由皮带相连，而皮带传动不同于齿轮传
【参考文献】：
期刊论文
[1]CAN总线负载率算法及优化设计[J]. 刘洪鹏,唐国强. 客车技术与研究. 2019(05)
[2]纯电动商用车低压电器系统电平衡计算分析[J]. 赵雷雷,强鸽鹏,秦振海,邹凡. 汽车电器. 2019(07)
[3]48V微混系统市场竞争力研究[J]. 肖凯,庞有俊,孟健. 时代汽车. 2019(06)
[4]车辆匹配直喷增压发动机的NEDC/WLTC循环排放分析[J]. 李基凤,张毅,马冠钦,杨万里,王瑞平. 小型内燃机与车辆技术. 2019(02)
[5]我国能源消费与产业结构的互动关系分析[J]. 周庆元,陈海龙. 统计与决策. 2018(20)
[6]提高功率和降低燃油耗的电辅助增压[J]. J.Beer,M.G?tzenberger,W.Triller,L.Vornweg,范明强. 国外内燃机. 2017(06)
[7]油电混合动力电动汽车油耗优化控制仿真研究[J]. 魏玲. 计算机仿真. 2017(08)
[8]汽油机国五与国六法规对比研究[J]. 邵军,赵志国. 交通节能与环保. 2017(03)
[9]法雷奥48V动力总成系统多种创新解决方案为车厂排忧解难[J]. 俞庆华. 汽车零部件. 2016(12)
[10]某微型车整车电量平衡试验方法研究[J]. 杨坤,董秀辉,王杰,刘吉顺,郭栋,唐鹏. 广西大学学报(自然科学版). 2016(05)
博士论文
[1]桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究[D]. 李晓甫.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]铅酸电池结构工艺改进及性能研究[D]. 许斌.浙江工业大学 2015
[2]启停发动机电控系统的研究与开发[D]. 毛雅风.武汉理工大学 2013
[3]大容量动力型锂电池管理系统（BMS）研究[D]. 项良军.合肥工业大学 2012
[4]谐振DC/DC变换器的研究[D]. 杨益平.浙江大学 2005
本文编号：3259909
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