氣動(dòng)-燃油混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)建模與混動(dòng)控制策略研究.pdf

1、能源缺口的不斷加大和環(huán)境污染的不斷惡化，促使汽車行業(yè)不斷尋求能夠替代化石能源的車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案。包括電動(dòng)汽車、燃?xì)馄嚒⑷剂想姵仄?、生物質(zhì)能源汽車、太陽能汽車等多種能源形式在內(nèi)的新能源汽車行業(yè)正處于多元化的發(fā)展時(shí)代。本文研究的是一種低排放、低能耗的并聯(lián)型氣動(dòng)-燃油混合動(dòng)力汽車，這種混合動(dòng)力系統(tǒng)綜合了氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速大扭矩和內(nèi)燃機(jī)高速高效率工作的特點(diǎn)，二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升了車輛在行駛過程中的能量利用效率。本文在對(duì)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模型分析的

2、基礎(chǔ)上，提出了基于可變配氣相位的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略;對(duì)氣動(dòng)-燃油混合動(dòng)力汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略進(jìn)行了研究，對(duì)混動(dòng)系統(tǒng)在特定駕駛循環(huán)下的駕駛表現(xiàn)和節(jié)能潛力進(jìn)行了仿真分析;設(shè)計(jì)了一種適用于氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的可變配氣機(jī)構(gòu)，并對(duì)配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步的試驗(yàn)分析。
　　本文的具體工作內(nèi)容如下:
　　1)對(duì)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)行了分析并建立了基于熱力學(xué)分析的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值仿真模型。針對(duì)氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)配氣相位角優(yōu)化時(shí)存在的耦合關(guān)系，通過敏感性分

3、析方法計(jì)算各相位角的一階敏感性和總體全局敏感性，發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣提前角和排氣提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出表現(xiàn)影響較小，在優(yōu)化過程中作為可忽略因素忽略其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響，因此選取進(jìn)氣關(guān)閉角和排氣滯后角作為主要優(yōu)化對(duì)象。以在一定進(jìn)氣壓力、轉(zhuǎn)速和需求扭矩下發(fā)動(dòng)機(jī)的效率值作為優(yōu)化指標(biāo)，分析了進(jìn)氣關(guān)閉角和排氣滯后角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出表現(xiàn)的影響，并計(jì)算出在一定條件下發(fā)動(dòng)機(jī)效率最大時(shí)配氣相位取值，為氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制提供了指導(dǎo)。
　　2)對(duì)氣動(dòng)-燃油混合動(dòng)力系

4、統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型以及控制策略進(jìn)行了探索性研究，在氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性分析的基礎(chǔ)上提出了基于邏輯的混動(dòng)系統(tǒng)控制策略。建立了氣動(dòng)-燃油混合動(dòng)力系統(tǒng)仿真模型，對(duì)混動(dòng)系統(tǒng)在NEDC(New EuropeanDriving Cycle)標(biāo)準(zhǔn)工況下的行駛表現(xiàn)進(jìn)行了仿真研究。仿真表明，在NEDC工況下，氣動(dòng)燃油混合動(dòng)力汽車能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)油40.19％，降低25％的能耗，表明氣動(dòng)-燃油混合動(dòng)力系統(tǒng)有著巨大的節(jié)能潛力和發(fā)展前景。
　　3)在對(duì)氣動(dòng)發(fā)