增程式电动自行车建模与能量分配算法研究

发布时间：2017-10-02 09:33

  本文关键词：增程式电动自行车建模与能量分配算法研究

  更多相关文章： 增程式电动自行车 能量分配算法 建模与仿真 瞬时优化算法

【摘要】：增程式电动自行车是在纯电动自行车的基础上增加一套“发动机+ISG (Integrated starter-generator)电机”式增程器,当电池电量不足或电池供能不足时增程器启动,车辆以增程模式行驶,能够大大增加车辆的续航里程。由于增程器和电池、轮毂电机之间采用电连接方式,增程器的工作状态与车辆的行驶工况相对独立,通过合理的整车能量分配算法可以将增程器工作在排放较低和燃油经济性较好的区域。本文是以增程式电动自行车为研究对象,设计了增程器、电池和轮毂电机的能量分配算法,在保证电池性能和循环使用寿命的基础上提高整车燃油经济性。全文主要内容及结论如下：首先,在现有的增程式电动自行车动力系统结构的基础上,以整车动力学方程为理论依据,基于AVL Cruise软件仿真平台中搭建了整车模型。在Cruise中的电池模型中输入电池参数,并结合理论推导建立了电池的效率模型。在增程器特性试验的基础上,建立增程器的稳态油耗模型,并结合理论建模的方法搭建了增程器模块。其次,研究增程式电动自行车在行驶过程中各部件能量流动和效率特性,在保证电池效率和循环使用寿命的前提下,以提高整车燃油经济性为优化目标对整车能量分配算法进行研究。建立了电池瞬时等效油耗理论,将当前电池消耗或者补偿的电能等效为其他时刻增程器燃油的消耗量,提出了基于瞬时等效油耗最低的瞬时优化整车能量分配算法,并对传统增程式电动自行车的能量分配算法进行研究。最后,基于之前搭建的增程式电动自行车模型,选定目标工况对整车燃油经济性进行研究。采用Cruise和MATLAB联合仿真的方式对电池充放电的等效燃油转化系数进行标定,再分析比较不同算法的仿真结果。选定目标工况和电池初始SOC为45%的条件下,瞬时优化算法、恒功率策略和功率跟随策略的综合燃油消耗率为0.724 L/100km、1.340 L/100km和0.889L/100km,结果表明瞬时优化算法能够显著提高整车的燃油经济性。
【关键词】：增程式电动自行车 能量分配算法 建模与仿真 瞬时优化算法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 绪论14-26
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 增程式电动自行车概述15-20
• 1.2.1 增程式电动自行车定义与结构15-17
• 1.2.2 增程式电动自行车发展历程17-19
• 1.2.3 增程式电动自行车与混合电动两轮车的区别19-20
• 1.3 增程式电动车能量管理算法国内外研究现状20-23
• 1.4 本文主要内容23-26
• 第2章 增程式电动自行车整车模型搭建26-44
• 2.1 增程式电动自行车Cruise模型搭建26-29
• 2.1.1 软件AVL Cruise介绍27-28
• 2.1.2 增程式电动自行车整车建模28-29
• 2.2 增程式电动自行车动力学模型29-32
• 2.3 增程式电动自行车电池模块32-36
• 2.3.1 Cruise电池模型搭建32-34
• 2.3.2 电池效率模型34-36
• 2.4 增程器建模36-41
• 2.4.1 增程器特性实验37-39
• 2.4.2 增程器Cruise模型39-41
• 2.5 本章小结41-44
• 第3章 增程式电动自行车能量分配算法研究44-62
• 3.1 增程式电动自行车能量消耗分析44-47
• 3.1.1 增程式电动自行车能量流动分析44-46
• 3.1.2 增程式电动自行车效率特性分析46-47
• 3.2 算法约束条件47-51
• 3.2.1 电池约束条件48-51
• 3.2.2 增程器约束条件51
• 3.3 瞬时优化算法研究51-57
• 3.3.1 瞬时优化算法的目标函数52-53
• 3.3.2 电池的等效燃油消耗量53-56
• 3.3.3 瞬时优化算法的数学模型56-57
• 3.4 传统的能量分配策略57-60
• 3.4.1 功率跟随策略57-59
• 3.4.2 恒功率策略59-60
• 3.5 本章小结60-62
• 第4章 增程式电动自行车仿真与分析62-78
• 4.1 选定目标工况62-63
• 4.1.1 轮毂电机需求功率62-63
• 4.2 电池充放电的等效燃油消耗转化系数63-70
• 4.2.1 Cruise和MATLAB/Simulink联合仿真63-66
• 4.2.2 电池等效燃油转化系数标定66-70
• 4.3 增程式电动自行车仿真结果分析70-76
• 4.3.1 瞬时优化算法仿真结果分析70-72
• 4.3.2 传统能量分配算法仿真结果分析72-75
• 4.3.3 整车燃油经济性评价75-76
• 4.4 本章小结76-78
• 第5章 总结和展望78-80
• 5.1 全文总结78-79
• 5.2 展望79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间主要的科研成果84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 毛永志;电动自行车[J];金属世界;2000年04期

2 商国华;欧洲电动自行车的分类[J];摩托车技术;2000年09期

3 商国华;发挥优势,将电动自行车打进国际市场[J];摩托车技术;2000年11期

4 蒋士桦;突破传统挑战未来的电动自行车[J];现代家电;2000年03期

5 卞永霖;电动自行车的改造[J];家用电器;2000年05期

6 缪金良;前程灿烂 任重道远 电动自行车[J];中国自行车;2000年09期

7 余世光 ,忻元敏;我国电动自行车产业仍孕育着新的发展动力[J];中国自行车;2000年11期

8 陈厚松;浅析电动自行车用各种电机性能的优劣[J];中国自行车;2000年12期

9 江国强;欧洲电动自行车市场[J];中国自行车;2000年12期

10 鲍泽军;推广电动自行车势在必行[J];中国自行车;2000年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张纪元;;浅议电动自行车限用问题[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年

2 孙良泉;王海瑛;刘世新;刘欣欣;孙莹;;山东省电动自行车满意度测评行业分析[A];2012年度标准化学术研究论文集[C];2012年

3 郑伶俐;;深圳电动自行车发展适宜性研究[A];多元与包容——2012中国城市规划年会论文集(05.城市道路与交通规划)[C];2012年

4 马金盛;冯川;尹虎;;电动自行车的人机工程分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

5 张蕊;张新天;冷传才;;电动自行车当量换算体系的初步研究[A];第七次城市道路与交通工程学术会议论文集[C];2002年

6 徐保伯;刘务华;刘怡;阳朝辉;;电动自行车的发展及其动力电池的选择[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年

7 王金良;孟良荣;;关于“电动自行车和电池"的几点思考[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年

8 宋二虎;王义新;陈隆;;浅析中国电动自行车的产业化之路[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年

9 周涛;詹琼华;;电动自行车驱动系统的发展概况[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年

10 陆静;;继续关注电动自行车铅酸蓄电池的回收利用——地方政府可以对电动自行车铅酸蓄电池回收做点什么?[A];环境公益诉讼开展与律师的作用——2005年全国律协环境与资源法专业委员会年会论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 安然 赵景芳;电动自行车：一路走好（待续）[N];天津工商报;2000年

2 记者张靖;本市不发展电动自行车[N];北京日报;2002年

3 本报记者 崔进贤;北京 电动自行车有望放开[N];中国汽车报;2001年

4 本报记者 崔进贤;京城电动自行车销售树起联合大旗[N];中国汽车报;2001年

5 本报记者 钟鹏驰;武汉处罚电动自行车[N];中国汽车报;2001年

6 本报记者 崔进贤;听何祚庥院士“鼓吹”电动自行车[N];中国汽车报;2001年

7 本报记者 钟鹏驰;湖北对电动自行车仍未“开禁”[N];中国汽车报;2002年

8 本报记者 崔进贤;北京电动自行车市场黯然的诀别[N];中国汽车报;2002年

9 张允平;让电动自行车合法上路[N];法制日报;2004年

10 本报记者 余凯 刘娜 实习生 原永涛;电动自行车驶向何方[N];湖北日报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杜文华;人—车—路环境下电动自行车动态性能与碰撞安全性研究[D];天津大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨广红;中山市电动自行车管理规范化的研究[D];华南理工大学;2013年

2 王振兴;关于规范电动自行车管理的法治思考[D];中国社会科学院研究生院;2015年

3 董艳涛;城市道路电动自行车交通特性研究[D];江苏大学;2016年

4 吕腾飞;电动自行车无位置传感器控制策略的研究[D];上海电机学院;2016年

5 许铭倩;电动自行车法律规制研究[D];山东大学;2016年

6 付倩;城市电动自行车交通安全性与管理研究[D];西南交通大学;2016年

7 胥超;基于无线通讯的便携式电动自行车检测系统开发[D];天津工业大学;2016年

8 邹小健;基于人群差异化分类的南宁市电动自行车管理策略研究[D];华南理工大学;2016年

9 李金荣;一种新型电动自行车控制器的研究[D];西安工业大学;2016年

10 江慧芝;电动自行车冬季防护服的设计与应用研究[D];南京艺术学院;2016年

，

本文编号：958886