毕业论文网
这篇混合动力论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
混合动力客车城市行驶制动力回收分析
摘 要：再生制动是混合动力及纯电动汽车实现节能、减排的一项关键技术,它能够把汽车制动时候的能量转化为电能并存储在电池组中,同时产生制动力矩使汽车减速,而储存在电池组中的能力可在电机作为动力源时被加以使用,在提高整车的能源利用率的同时也可以降低制动的系统的摩擦损耗.因此,本文将针对插电式混合动力客车,对其进行再生制动系统建模及仿真研究.
关键词：混合动力；城市行驶；制动力回收
在城市中行驶的公交车,由于红绿灯、拥堵、靠站等原因,起停多,又因其质量大,动能较大,在制动时需要很大能量才能使其达到减速或者稳定的目的.在传统制动方式中,摩擦制动器负荷较大,使用寿命短,并伴有很大的安全隐患.因此在混合动力客车中使用再生制动技术,可以在客车制动时回收一部分汽车制动时损失的动能,实现的能量的最大化利用,并且降低了摩擦制动器的磨损,在节能的同时起到了保护摩擦制动器的作用.
1 再生混合动力客车驱动形式的选择
混合动力客车在城市道路行驶,须应对较复杂的工况,如起停,坡道,怠速等.因此混合动力客车驱动结构必须满足复杂工况条件的需求.
并联式混合动力驱动系统结构中,发动机通过机械连接的方式直接驱动车辆；同理,电机驱动力也可以直接作用于驱动桥驱动车辆.此种结构使客车拥有发动机驱动和电力驱动两套驱动系统,两者既可以单独驱动辆,也可以共同驱动车辆.发动机既可以驱动车辆行驶,也可以带动电动／发电机发电,给电池组充电.电动机既可以作为驱动电机,驱动客车行驶,又可以在发动机负荷较小时作为发电机为电池组充电,也可以在再生制动时作为发电机回收制动能量.在起停频繁或怠速时,发动机效率低,电机作为动力源单独驱动车辆.而在功率需求较大时与发动机共同驱动车辆,提升整车动力性能.因此本文选择并联结构为插电式混合动力客车的动力结构.图1为并联式混合动力客车动力总成结构示意图.
2制动控制策略
混合动力城市客车中,再生制动力分配策略主要分为三种：理想能量回收策略,比例分配能量回收策略和最大能量回收策略.最大能量回收策略是三种常见能量回收策略中效率最高的一种,它不仅参考了理想制动力分配I曲线,同时考虑到了实际行驶中的另一条曲线：最小后轮制动力M曲线,因此最大能量回收策略效率较高,本文选择最大能量回收策略作为制动力分配策略.
由于ADVISOR中汽车制动时对路面附着系数没有要求,因此本文将只针对制动强度进行制动力分配策略研究.
再生制动力分配策略在ADVISOR中的实现如图2所示.
3工况选择及仿真
我国城市道路交通复杂,拥堵程度高,起停多.城市公交车有严格的速度限制,速度不得大干69km/h,单程行驶距离多在15-20公里.因此本文选择印第安纳城市工况,如图3所示.
在此工况中,行驶时间为2689秒,行驶距离为17.49km,最高车速62.56km/h,平均车速23.41km/h,停车达52次,最大制动减速度2.1m/s2,平均每336米就要停车一次.
3.1 单次循环工况的仿真分析
将前文建立的混合动力城市客车模型在ADVISOR中进行仿真分析,运行印第安纳城市工况,结果如图4所示.
如图所示为试验车型在一个工况循环内的运行参数,自上而下为车速曲线,SOC变化曲线,制动能量损失情况曲线和电机转矩曲线.由电机转矩曲线可以看出,在汽车行驶时,电机输出转矩,作为驱动电机,驱动汽车行驶,转矩为正；在制动时,电机作为发电机,回收制动能量,因此转矩为负.
由图可以看出,再生制动系统在客车制动时,通过电机的发电,,将动能转化为电能,发动机转矩为负,为电池组进行充电,电池组sOc值有明显上升.而在制动减速度较大时,因为电机转矩范围的限制,回收能量有限,摩擦制动逐步增大,制动损失能量增多.
在单次循环工况中,油耗为37.8L/lOOkm,再生制动回收能量40742kJ,制动损失能量25578kJ,制动回收效率61.42%.
3.2两次循环工况的仿真分析
在印第安纳城市工况下进行两次循环工况仿真,仿真结果如图5所示.
在此工况循环中,电池组sOc曲线趋于平稳,再生制动能量通过再生制动系统不断给电池组进行充电,使SOC值维持在高效状态,在此循环中,油耗为38.7L／lOOkm,再生制动能量回收81296kJ,制动能量损失55339kJ,再生制动回收效率59.50%.
3.3五次循环工况的仿真分析
在印第安纳城市工况下进行五次循环工况仿真,仿真结果如图6所示.
在五次循环工况中,油耗为40.6L／lOOkm,再生制动回收能量203270kJ,制动损失能量133681kJ,制动回收效率57.65%.
4结语
单次,两次,五次循环工况参数如表l所示.
由结果可以看出,单次循环工况客车运行情况最好,两次循环工况的油耗比单次循环工况上升了1.2L／lOOkm,主要原因是在长距离行驶时,为了保持电池组sOc值处于较好状态,发动机在负荷较小时不断对电池组进行充电,因此油耗有所上升.再生制动效率小幅下降,原因是在长距离行驶时,再生制动系统工作导致制动系统温度升高,制动热衰退现象较单次工况更加明显,制动回收效率下降.而在五次循环工况中仿真中,城市客车油耗进一步上升,再生制动能量回收效率也有明显下降,再次证明发动机为保证sOc处于较好状态,对电池组充电不断增大,油耗上升,以及在长距离行驶时,制动系统不断工作导致的制动热衰退现象,会使再生制动能量回收效率下降.
混合动力论文范文结:
大学硕士与本科混合动力毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写混合动力方面论文范文。