CVT輕度混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究.pdf

1、機(jī)械無級(jí)變速器(CVT)速比連續(xù)可調(diào),能夠?qū)崿F(xiàn)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化匹配,是汽車?yán)硐氲淖兯倨鳌Ｔ诨旌蟿?dòng)力系統(tǒng)中使用CVT可以聯(lián)合電機(jī)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn),提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率;在汽車制動(dòng)過程可以優(yōu)化電機(jī)的工作點(diǎn),提高汽車再生制動(dòng)能量回收的效能。因此CVT混合動(dòng)力汽車的研究成為現(xiàn)代汽車研究中的一個(gè)重要方向。本論文針對(duì)長(zhǎng)安ISG型混合動(dòng)力系統(tǒng),結(jié)合CVT自身的特點(diǎn),對(duì)CVT輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)的匹配與能量管理策略進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下:

2、　　①根據(jù)汽車的行駛特性和動(dòng)力學(xué)方程,給出了發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率、電機(jī)額定功率、蓄電池額定電壓和CVT速比范圍的確定方法,并以混合動(dòng)力汽車油耗最小為目標(biāo)函數(shù),在車輛城市循環(huán)工況下進(jìn)行了關(guān)鍵匹配參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算,使關(guān)鍵部件的參數(shù)匹配更加合理。
　?、谶M(jìn)行了關(guān)鍵部件性能測(cè)試實(shí)驗(yàn),建立了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩模型、油耗模型和效率模型;得到了ISG電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性模型和效率模型;利用電池充放電特性實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果,進(jìn)行了理論推導(dǎo),并建立了內(nèi)阻模型和電動(dòng)勢(shì)模型,提

3、出了理論計(jì)算的能量效率模型;為了進(jìn)一步提高電池使用過程中的能量效率,進(jìn)行了電池溫度場(chǎng)的理論分析和仿真計(jì)算,設(shè)計(jì)了電池組冷卻系統(tǒng)的一種新型結(jié)構(gòu);進(jìn)行了CVT功率損失的理論分析,得到CVT的理論效率模型。以上工作為CVT混合動(dòng)力系統(tǒng)效率分析奠定了基礎(chǔ)。
　　③建立了CVT輕度混合動(dòng)力車輛各種工作模式下的動(dòng)力學(xué)模型;分析并推導(dǎo)了混合動(dòng)力汽車各種工作模式下的系統(tǒng)效率計(jì)算公式;綜合考慮電池效率、CVT效率、電機(jī)效率和發(fā)動(dòng)機(jī)效率,以系統(tǒng)效率最

4、優(yōu)為目標(biāo),建立了各種驅(qū)動(dòng)工作模式下的系統(tǒng)效率的優(yōu)化模型,獲得了在不同驅(qū)動(dòng)模式下系統(tǒng)效率最高的CVT目標(biāo)控制速比模型與電機(jī)目標(biāo)控制轉(zhuǎn)矩模型;以電池回收能量最大為目標(biāo),建立了各種制動(dòng)工況下的系統(tǒng)回收能量的優(yōu)化模型,獲得了在各種制動(dòng)工況下電池回收能量最大的CVT目標(biāo)控制速比模型與電機(jī)目標(biāo)控制轉(zhuǎn)矩模型。以上研究為CVT混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理策略的制定奠定了理論基礎(chǔ)。
　?、芙⒘薈VT輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)工作模式的切換策略和靜態(tài)功率控制策略;提

5、出了綜合考慮整車油耗和電池壽命的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)效率最優(yōu)能量管理策略,進(jìn)行了循環(huán)工況仿真;并對(duì)現(xiàn)有的混合動(dòng)力油耗評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了修正,使其更加接近車輛實(shí)際油耗。
　?、荽罱薈VT輕度混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架;利用Matlab/Simulink仿真平臺(tái)和dSPACE實(shí)時(shí)控制工具,開發(fā)了實(shí)時(shí)控制系統(tǒng),分別對(duì)車輛怠速起停、驅(qū)動(dòng)充電、驅(qū)動(dòng)助力放電和再生制動(dòng)工作模式的能量管理策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試;驗(yàn)證了本文所提出的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)效率最優(yōu)能量管理策略。作為混