混合动力汽车动力总成耐久性试验方法研究

【摘要】：近几年,由于混合动力汽车兼顾了传统内燃机汽车动力性好、续驶里程长和纯电动汽车高效率、低排放的优势,受到汽车生产厂家以及科研单位的青睐。自2009年我国启动“十城千辆”工程以来,混合动力公交客车在全国得到全面推广,同时也对整车、零部件的可靠性提出了更高的要求。动力总成是混合动力汽车的核心部分,目前国内外尚无对其耐久性进行有效考核的台架和试验规范。 本文从混合动力公交客车实际运行工况出发,研究动力总成工作状况,并结合控制策略,建立并联式混合动力总成耐久性试验方法。主要研究工作如下： 1)分析混合动力汽车动力总成结构、动力合成方式、性能(发动机特性、电机特性)、工况模式以及常用控制策略,为建立混合动力总成耐久性试验方法提供理论基础。 2)采集混合动力客车实际运行参数,构建了运行工况谱。首先,制定数据采集试验方案,利用数据采集设备对混合动力客车进行数据采集(主要包括车辆运行状况、发动机运行状况、电机运行状况)；然后,通过统计学的方法对数据进行分割运动学片段、主成分分析、聚类分析,构建混合动力客车运行工况路谱,确定混合动力总成实际运行工况特点。 3)依据混合动力客车实际工况,并结合混合动力总成结构、性能、工作模式以及控制策略,建立了混合动力汽车动力总成耐久性试验方法。在强化运行工况分析的基础上,确定耐久性试验工况(包括纯电动工况、纯发动机工况、联合驱动工况以及制动能量回收工况等)的试验负荷、试验时间等。根据台架负荷控制对象不同,本文建立了两种耐久性循环工况试验方法：基于动力总成各部件负荷控制的试验方法和基于动力总成负荷控制的试验方法；同时,在基于混合动力汽车的起／停工况研究分析的基础上建立了起／停工况耐久性试验方法,实现对混合动力客车频繁起／停工况的耐久性试验考核。 4)针对混合动力总成耐久性试验方法的特点,构建了混合动力总成耐久性试验台架。对试验台架进行功能分析、设计原则分析、模块化分析(动力总成模块、负载加载模块、数据采集模块和控制系统模块),确定耐久性试验台架总体结构以及耐久性试验程序。 【关键词】：混合动力总成 运行工况 试验工况 耐久性 试验方法
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 混合动力汽车动力总成系统国内外发展现状12-17
• 1.2.1 混合动力汽车动力总成布置形式12-15
• 1.2.2 国内外混合动力汽车发展现状15-17
• 1.3 混合动力汽车动力总成相关耐久性试验规范17-21
• 1.3.1 动力总成耐久性试验17-18
• 1.3.2 汽车发动机耐久性试验规范18-19
• 1.3.3 电动汽车用电机耐久性试验规范19-21
• 1.4 课题的提出及本文主要研究内容21-24
• 1.4.1 课题的提出21
• 1.4.2 本文主要研究内容21-24
• 第2章 混合动力汽车动力总成理论分析24-36
• 2.1 混合动力汽车动力总成结构分析24-26
• 2.1.1 混合动力总成总体结构24-25
• 2.1.2 混合动力总成动力合成方式分析25-26
• 2.2 混合动力汽车动力总成性能分析26-29
• 2.2.1 发动机特性分析26-28
• 2.2.2 电机特性分析28-29
• 2.3 混合动力汽车动力总成工况模式分析29-31
• 2.3.1 混合动力总成基本工况模式分析29-30
• 2.3.2 混合动力客车驾驶工况分析30-31
• 2.4 混合动力汽车动力总成控制策略分析31-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 混合动力城市客车实际行驶工况分析36-50
• 3.1 城市客车行驶工况分析36-38
• 3.2 混合动力客车行驶工况数据采集38-43
• 3.2.1 数据采集试验方案38-39
• 3.2.2 数据处理39-43
• 3.3 混合动力总成实际运行分析43-49
• 3.3.1 发动机实际运行分析43-45
• 3.3.2 电机实际运行分析45-47
• 3.3.3 混合动力总成实际运行分析47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 混合动力总成耐久性试验方法研究50-64
• 4.1 动力总成耐久性试验考核内容50
• 4.2 强化运行工况分析50-52
• 4.2.1 运行机制51
• 4.2.2 运行时间51-52
• 4.2.3 时间机制52
• 4.3 混合动力总成负荷循环工况试验分析52-59
• 4.3.1 基于动力总成各部件负荷控制的试验方法53-56
• 4.3.2 基于动力总成负荷控制的试验方法56-59
• 4.4 混合动力总成起/停工况试验分析59-61
• 4.5 混合动力总成耐久性试验评定方法61
• 4.6 混合动力总成耐久性试验流程61-63
• 4.6.1 动力总成磨合试验62-63
• 4.6.2 动力总成性能试验63
• 4.6.3 故障处理63
• 4.7 本章小结63-64
• 第5章 混合动力总成耐久性试验台架分析64-72
• 5.1 混合动力总成耐久性试验台架功能分析64-66
• 5.1.1 混合动力总成各部件台架试验分析64-65
• 5.1.2 混合动力总成试验台架设计原则65-66
• 5.2 混动力总成试验台架模块化分析66-68
• 5.2.1 模块化设计思想66-67
• 5.2.2 试验台架模块化分析67-68
• 5.3 混合动力总成试验台架总体结构68-70
• 5.4 动力总成耐久性试验程序70-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第6章 全文总结及工作展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 参考文献74-78
• 作者简介78-80
• 致谢80

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