增程式电动清扫车动力系统设计及性能仿真研究

发布时间：2017-09-16 00:09

  本文关键词：增程式电动清扫车动力系统设计及性能仿真研究

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【摘要】：在当前能源与环境问题日益突出的形势下,发展节能环保的新能源汽车已成为国家的战略性选择。城市道路清扫车作为一种公共服务领域车辆是国家发展新能源汽车的重点对象,然而由于清扫车是一种持续工作的高耗能车辆,对储能装置的容量要求比较高,在当前电池能量密度和使用成本等方面受到限制的情况下,纯电动技术在短期内较难在清扫车领域有很大突破。增程式电动汽车作为一种由传统燃油车向纯电动汽车的过渡车型,可在控制车辆制造成本及保证续驶里程的前提下,有效地降低化石燃料的消耗,在当前情况下是一种良好且可行的节能减排方案。本文基于以上分析,展开了对增程式电动清扫车动力系统的研究,主要对动力系统结构方案进行了设计,对动力系统主要部件进行了参数匹配,制定了动力系统控制策略,最后对其性能进行了仿真验证及优化,主要工作如下:(1)通过对传统清扫车系统结构、运行特点及动力系统结构进行分析,指出传统清扫车在节能减排、噪声、使用成本及维护等方面的不足,结合增程式电动汽车在改善燃油经济性及排放性能方面的优势,设计了增程式电动清扫车动力系统结构方案,并与原双发动机清扫车进行了对比,说明这是一种良好的节能减排方案;(2)根据清扫车的工况特点及性能指标要求,以满足车辆动力性及提高燃油经济性为目标,分别对行驶系统驱动电机、风机驱动电机、液压系统驱动电机、变速器、动力电池组及增程器(Auxiliary Power Unit,APU)等动力系统主要部件进行了参数匹配及选型;(3)通过对动力系统结构特点、运行工况特点及能量流动特点进行分析,以提高车辆燃油经济性为目标,分别制定了APU系统控制策略、制动能量回收策略及变速器换挡策略;(4)基于动力系统结构及其控制策略搭建整车Cruise仿真平台,并运用Matlab/Simulink搭建控制策略仿真模型,通过Cruise与Matlab/Simulink联合仿真对车辆性能及动力系统控制策略进行了验证;(5)运用工程优化软件Isight对Cruise软件进行集成,通过优化传动系统及控制系统主要参数,得到一组最优的方案,在优化得到的这组参数下,整车燃油经济性达到相对最优。本文仿真结果表明,所匹配的各部件参数及制定的动力系统控制策略在仿真模型中均能较好地满足工作需求,增程式电动清扫车在保证正常工作能力及良好动力性能的前提下,燃油经济性得到了大幅提升。
【关键词】：增程式电动清扫车 动力系统 参数匹配 控制策略 联合仿真 优化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;U469.691
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 国外研究现状13-16
• 1.2.2 国内研究现状16-18
• 1.3 本文主要研究内容18-19
• 第2章 增程式电动清扫车动力系统结构方案19-27
• 2.1 清扫车系统构成与运行特点分析19-20
• 2.1.1 清扫车系统原理19
• 2.1.2 清扫车工况特点19-20
• 2.2 清扫车动力系统结构20-23
• 2.3 增程式电动车动力系统分析23
• 2.4 增程式电动清扫车动力系统结构方案23-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 增程式电动清扫车动力系统参数匹配27-51
• 3.1 运行工况及整车参数27-29
• 3.1.1 清扫车工况的选择27-28
• 3.1.2 整车基本参数和性能指标28-29
• 3.2 电机参数匹配29-43
• 3.2.1 行驶电机参数匹配29-34
• 3.2.2 风机电机参数匹配34-38
• 3.2.3 液压泵驱动电机参数匹配38-43
• 3.3 传动系参数匹配43-44
• 3.4 动力电池参数匹配44-46
• 3.5 APU系统参数匹配46-48
• 3.6 本章小结48-51
• 第4章 增程式电动清扫车动力系统控制策略51-63
• 4.1 电量消耗模式分析51-52
• 4.2 APU系统控制策略52-54
• 4.3 制动能量回馈策略54-60
• 4.3.1 基于ECE法规的前后轮制动力分配55-58
• 4.3.2 电机最大转矩对再生制动力的限制58
• 4.3.3 电池充电功率对再生制动力的限制58-59
• 4.3.4 再生制动控制策略的制定59-60
• 4.4 变速器换挡控制策略60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 增程式电动清扫车动力系统建模及性能仿真63-73
• 5.1 整车仿真平台搭建63-64
• 5.2 控制策略模型搭建64-66
• 5.3 仿真结果及分析66-71
• 5.3.1 动力性仿真结果分析66-67
• 5.3.2 控制策略及经济性仿真分析67-71
• 5.4 本章小结71-73
• 第6章 增程式电动清扫车整车性能优化73-81
• 6.1 整车优化数学模型的建立73-74
• 6.1.1 优化变量的选取73
• 6.1.2 确定目标函数73-74
• 6.1.3 确定约束条件74
• 6.2 基于Isight与Cruise的联合优化过程74-80
• 6.2.1 整车优化模型75-78
• 6.2.2 优化结果及分析78-80
• 6.3 本章小结80-81
• 第7章 总结与展望81-83
• 7.1 论文总结81-82
• 7.2 工作展望82-83
• 参考文献83-88
• 致谢88

【参考文献】

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本文编号：859713