混合动力城市客车节能机理的定量分析

【摘要】： 现代汽车工业可持续发展所面临的两大难题,一是环境污染,二是石油资源匮乏。混合动力汽车,已经成为国际公认的解决两大难题的有效方案。 混合动力汽车HEV(Hybrid Electric Vehicle)已经成为国际公认的解决这两大难题的有效途径,是目前最具有节能潜力和市场化前景的车型之一。 为了回答“混合动力汽车到底是如何节能的,并且其节能潜力究竟有多大?”这样的问题,对混合动力汽车能量消耗的特点及各个节能途径的节能贡献进行定量分析,以探讨整车最大的节能潜力。 选取双轴并联混合动力城市客车及其对应的同等级的传统型城市客车为研究对象,对混合动力城市客车节能途径及节能贡献进行定量分析。主要研究内容为: (1)建立了整车各动力总成的能量消耗分析模型,包括传统型城市客车和混合动力城市客车共用的整车动力学、车轮能量计算模型,以及混合动力城市客车用的电机、电池能量计算模型等。这些能量消耗分析模型的建立为分析传统型城市客车能量消耗特点提供了重要依据; (2)选取国内、外典型城市客车循环工况,对循环工况的特征值进行统计,对循环工况车速——时间历程曲线中存在的不合理点进行修正,对整车在循环工况下的运行过程进行分断标识,为传统型城市客车和混合动力城市客车的分析打下了重要基础; (3)通过对典型城市客车循环工况的分析,对传统型城市客车的能量消耗特点进行研究。确定了整车参数的选取、部件M-文件的建立,对发动机怠速工况和制动工况的仿真分析和统计计算。用分析结果显示出混合动力技术改善整车燃油经济性的途径,即:消除发动机怠速(Idling stop);再生制动能量回收(Regenerative braking);选择较小发动机(Engine downsizing),从而提高发动机部分负荷效率;发动机工作区间控制,即改善控制策略使发动机处在高效区间工作。 (4)结合传统型城市客车发动机怠速工况和制动工况定量分析的结果,对混合动力城市客车的节能途径和贡献进行研究,包括对消除发动机怠速(Idling stop)、再生制动能量回收(Regenerative braking)及选择较小发动机(Engine downsizing)带来的节能贡献进行定量分析。 【关键词】：混合动力城市客车 节能机理 消除发动机怠速 再生制动能量回收 选择较小发动机 发动机工作区间控制
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 提要4-7
• 第1章 绪论7-19
• 1.1 传统汽车工业发展面临的问题及解决途径7-9
• 1.2 混合动力汽车概述9-12
• 1.2.1 混合动力汽车概念9
• 1.2.2 混合动力汽车分类及各自的优缺点9-12
• 1.3 混合动力客车发展现状12-14
• 1.3.1 国外混合动力汽车的发展现状12-13
• 1.3.2 国内混合动力汽车的发展现状13-14
• 1.4 混合动力汽车节能机理研究意义与现状14-18
• 1.4.1 混合动力汽车的节能途径14-15
• 1.4.2 定量分析混合动力汽车节能机理的意义15-16
• 1.4.3 混合动力汽车节能机理的研究现状16-18
• 1.5 论文主要研究内容18-19
• 第2章 能量消耗分析模型19-31
• 2.1 后轮驱动城市客车整车动力学模型19-22
• 2.2 车轮能量消耗计算模型22-23
• 2.3 发动机能量消耗计算模型23-25
• 2.4 电机能量计算模型25-28
• 2.5 电池能量计算模型28-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 传统型城市客车能量消耗的定量分析31-45
• 3.1 传统型城市客车的选取及整车参数32-33
• 3.2 典型城市客车循环工况的选取及特征值33-39
• 3.2.1 典型城市客车循环工况的选取33-35
• 3.2.2 典型城市客车循环工况的特征值35-39
• 3.2.3 循环工况中整车行驶过程的分段标识39
• 3.3 传统型城市客车的能量消耗分析39-44
• 3.3.1 传统型城市客车发动机怠速工况下的能量消耗39-42
• 3.3.2 传统型城市客车制动工况下的能量消耗42-44
• 3.4 传统型城市客车能量消耗特点与混合动力节能途径44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 混合动力城市客车节能机理的定量分析45-67
• 4.1 混合动力城市客车的选取、整车参数及M-文件的建立45-48
• 4.1.1 混合动力城市客车的选取及整车参数45-47
• 4.1.2 混合动力城市客车主要部件模型M-文件的建立47-48
• 4.2 消除发动机怠速(IDLING STOP)的节能贡献48-50
• 4.3 再生制动能量回收(REGENERATIVE BRAKING)的节能贡献50-55
• 4.4 选择较小发动机(ENGINE DOWNSIZING)的节能贡献55-60
• 4.4.1 选择较小发动机节能贡献研究的总体思想55-56
• 4.4.2 取消“消除发动机怠速控制”56-57
• 4.4.3 取消“再生制动能量回收控制”57
• 4.4.4 取消“发动机工作区间控制”57-58
• 4.4.5 选择较小发动机的节能贡献58-60
• 4.5 发动机工作区间控制的节能贡献60-61
• 4.6 混合动力城市客车节能机理综合分析61-65
• 4.6.1 混合动力城市客车的综合仿真61-62
• 4.6.2 混合动力城市客车各节能途径的节能贡献率62-64
• 4.6.3 节能机理定量分析对设计和控制技术的影响64-65
• 4.7 本章小结65-67
• 第5章 全文总结与研究展望67-70
• 5.1 全文总结67-68
• 5.2 研究展望68-70
• 参考文献70-73
• 摘要73-75
• ABSTRACT75-78
• 致谢78-79
• 导师及作者简介79

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