氣動-燃油混合動力汽車系統(tǒng)建模與混動控制策略研究.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)動系統(tǒng)解決方案。包括電動汽車、燃氣汽車、燃料電池汽車、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)展時代。本文研究的是一種低排放、低能耗的并聯(lián)型氣動-燃油混合動力汽車，這種混合動力系統(tǒng)綜合了氣動發(fā)動機低速大扭矩和內(nèi)燃機高速高效率工作的特點，二者優(yōu)勢互補，提升了車輛在行駛過程中的能量利用效率。本文在對氣動發(fā)動機數(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發(fā)動機控制策略;對氣動-燃油混合動力汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略進行了研究，對混動系統(tǒng)在特定駕駛循環(huán)下的駕駛表現(xiàn)和節(jié)能潛力進行了仿真分析;設(shè)計了一種適用于氣動發(fā)動機的可變配氣機構(gòu)，并對配氣機構(gòu)進行了初步的試驗分析。
　　本文的具體工作內(nèi)容如下:
　　1)對氣動發(fā)動機的工作原理進行了分析并建立了基于熱力學(xué)分析的氣動發(fā)動機數(shù)值仿真模型。針對氣動發(fā)動機四個配氣相位角優(yōu)化時存在的耦合關(guān)系，通過敏感性分

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

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