CVT輕度混合動力汽車能量管理策略研究.pdf

1、機(jī)械無級變速器(CVT)速比連續(xù)可調(diào),能夠?qū)崿F(xiàn)汽車動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)化匹配,是汽車?yán)硐氲淖兯倨?。在混合動力系統(tǒng)中使用CVT可以聯(lián)合電機(jī)優(yōu)化發(fā)動機(jī)工作點,提高發(fā)動機(jī)運(yùn)行效率;在汽車制動過程可以優(yōu)化電機(jī)的工作點,提高汽車再生制動能量回收的效能。因此CVT混合動力汽車的研究成為現(xiàn)代汽車研究中的一個重要方向。本論文針對長安ISG型混合動力系統(tǒng),結(jié)合CVT自身的特點,對CVT輕度混合動力系統(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、　?、俑鶕?jù)汽車的行駛特性和動力學(xué)方程,給出了發(fā)動機(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)鍵部件性能測試實驗,建立了發(fā)動機(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驗測試結(jié)果,進(jìn)行了理論推導(dǎo),并建立了內(nèi)阻模型和電動勢模型,提

3、出了理論計算的能量效率模型;為了進(jìn)一步提高電池使用過程中的能量效率,進(jìn)行了電池溫度場的理論分析和仿真計算,設(shè)計了電池組冷卻系統(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混合動力系統(tǒng)效率分析奠定了基礎(chǔ)。
　　③建立了CVT輕度混合動力車輛各種工作模式下的動力學(xué)模型;分析并推導(dǎo)了混合動力汽車各種工作模式下的系統(tǒng)效率計算公式;綜合考慮電池效率、CVT效率、電機(jī)效率和發(fā)動機(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;并對現(xiàn)有的混合動力油耗評價方法進(jìn)行了修正,使其更加接近車輛實際油耗。
　　⑤搭建了CVT輕度混合動力傳動系統(tǒng)試驗臺架;利用Matlab/Simulink仿真平臺和dSPACE實時控制工具,開發(fā)了實時控制系統(tǒng),分別對車輛怠速起停、驅(qū)動充電、驅(qū)動助力放電和再生制動工作模式的能量管理策略進(jìn)行了實驗測試;驗證了本文所提出的系統(tǒng)動態(tài)效率最優(yōu)能量管理策略。作為混