增程式電動(dòng)客車輔助功率單元控制策略研究

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1、碩士學(xué)位論文增程式電動(dòng)客車輔助功率單元控制策略研究2014年科技支撐計(jì)劃“增程式電動(dòng)中型公務(wù)客車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范：増程器開(kāi)發(fā)”（項(xiàng)目編號(hào)：2014BAG06B01）姓名：鄭源飛學(xué)號(hào)：1434434所在院系：汽車學(xué)院學(xué)科門(mén)類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程指導(dǎo)教師：譚丕強(qiáng)教授二〇一七年一月AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringDynamicControlStrategyResearchforA

2、uxillaryPowerUnitofRange-ExtendedElectricBusSupportedbyNationalScienceandTechnologySupportingProjectDevelopmentZone—ResearchandDemonstrationonKeyTechnologiesofExtendedRangeElectricMidsizeOfficialVechiles(ProjectNumber:2014BAG06B01)Candidate:ZhengYuanfeiStudentNumber:1434434School/D

3、epartment:SchoolofAutomotiveStudiesDiscipline:EngineeringMajor:PowerMechineryandEngineeringSupervisor:Prof.TanPiqiangJan,2017增增程式電動(dòng)客車輔助功率單元控制策略研究劉鄭源飛同同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供

4、本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)校可以適當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。學(xué)位論文作者簽名：年月日同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開(kāi)發(fā)表或者沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：年月日同濟(jì)大學(xué)

5、碩士學(xué)位論文摘要摘要近年來(lái)，汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，世界范圍內(nèi)汽車保有量持續(xù)增加，能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出，一定程度上制約了傳統(tǒng)汽車工業(yè)的發(fā)展。增程式電動(dòng)汽車具有燃油消耗低、排放低等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又克服了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的弊端，越來(lái)越受到汽車研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠商的關(guān)注與重視。動(dòng)態(tài)控制策略對(duì)增程式電動(dòng)客車來(lái)說(shuō)很重要，它的好壞直接影響了整車動(dòng)力性和舒適性。本文設(shè)計(jì)了基于轉(zhuǎn)矩模型的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略，在保證輔助功率單元(AuxillaryPowerUnit，APU)切換過(guò)程工作在最佳等效燃油消耗曲線附近的前提下，縮短了工況切換過(guò)程的時(shí)間，降低了APU系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量

6、和轉(zhuǎn)矩超調(diào)量。本文主要工作及研究成果如下：(1)建立了增壓中冷柴油機(jī)瞬態(tài)模型。選取189個(gè)穩(wěn)態(tài)工況點(diǎn)對(duì)模型進(jìn)行標(biāo)定，保證在每個(gè)工況點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩、功率、有效燃油消耗率、渦前壓力與溫度、壓氣機(jī)壓比，及進(jìn)氣質(zhì)量流量與試驗(yàn)測(cè)量值的誤差基本不超過(guò)10%。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)噴油系統(tǒng)和燃燒模型進(jìn)行修改，建立了增壓中冷柴油機(jī)瞬態(tài)模型。(2)設(shè)計(jì)了基于轉(zhuǎn)矩模型的動(dòng)態(tài)控制策略。通過(guò)Simulink與GT-Power聯(lián)合仿真，分析了APU系統(tǒng)在加速加載切換過(guò)程和減速減載切換過(guò)程的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。結(jié)果表明，基于轉(zhuǎn)矩模型的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略，能夠快速穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)式能量管理策略需要的切換過(guò)程。

7、(3)建立了用于驗(yàn)證上述動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略的控制系統(tǒng)?；贛otoHawk快速原型開(kāi)發(fā)平臺(tái)，在動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略Simulink模型的基礎(chǔ)上，加入傳感器、執(zhí)行器及通信的軟件接口模塊，使用編譯器自動(dòng)生成代碼，最終開(kāi)發(fā)了一款基本的HCU(HybridControlUnit)控制器和APU控制系統(tǒng)。(4)通過(guò)APU臺(tái)架對(duì)基于轉(zhuǎn)矩模型的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略和控制系統(tǒng)實(shí)物進(jìn)行驗(yàn)證，并分析了APU在起動(dòng)加速暖機(jī)、加速加載切換過(guò)程及減速減載切換過(guò)程的轉(zhuǎn)速超調(diào)量和轉(zhuǎn)矩超調(diào)量，以及CO、HC、NOX和顆粒物排放特性。結(jié)果表明：(a)可以通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的方法加速暖機(jī)過(guò)程，而且怠

8、速轉(zhuǎn)速的提高并不會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)慢的問(wèn)題。起動(dòng)過(guò)程