基于启停系统汽车节能减排及制动能量回馈研究

摘要

随着汽车保有量的逐年增加、现代都市交通拥堵、红绿灯繁多、环境日益恶化、石油日益枯竭，汽车启停技术及制动能量回收技术的研究显得很有必要。汽车在交通拥堵或者等待红绿灯时，需要走走停停，而汽车发动机在怠速状态下，发动机对外不做功，这样不仅浪费了不必要的燃油，而且还产生了许多有害的尾气来污染环境。在频繁的制动过程中，由于传统汽车没有相应的制动能量回收装置，所以制动能量以热能的形式被空气吸收，造成了能量的浪费。
　　本文针对以上问题，提出了一种启停系统控制策略，当汽车等待红绿灯，发动机将自动关闭；当汽车需要起步前行时，发动机将自动开启。同时提出一种蓄电池和超级电容组合的制动能量回馈装置，充分发挥蓄电池和超级电容各自的特点，进行制动能量回收。本文的主旨是基于启停系统汽车节能减排及制动能量回馈研究，具体包括如下几个方面。
　　1.分别以手动挡车辆、自动挡车辆分析了汽车启停系统的工作原理。提出发动机怠速起动/停机使能条件判断、触发发动机怠速自动起动流程、触发发动机怠速自动停机流程。
　　2.提出一种蓄电池与超级电容组合的制动能量回馈装置，并确立其组合方式为蓄电池与超级电容并列联接，且超级电容与 DC/DC转换器相连。根据制动能量回馈装置的几种工作模式，提出一种基于逻辑门限的控制策略来控制其工作。
　　3.建立并改进仿真所需的汽车关键部件模型，二次开发出具有启停功能及蓄电池与超级电容组合的制动能量回馈装置的新型汽车模型，以长安羚羊汽车为研究对象，在CYC-ECE循环工况下进行仿真分析，仿真结果表明二次开发汽车的燃油经济性及排放性能优于传统汽车，节油效率能达到12.98%；超级电容可以减少较大电流对蓄电池的冲击，使蓄电池充放电更加平稳，延长其使用寿命，提高制动能量回收效率。
　　4.进行台架试验，试验结果表明具有启停功能汽车燃油经济性良好；能够有效回收制动能量并用于再次起动发动机。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外现状

1.3 汽车启停系统技术方案

1.4 几种常见制动能量回馈方式

1.5 本文研究主要内容

第二章 汽车启停系统的研究

2.1 汽车启停系统的工作原理

2.2 汽车启停系统信号采集

2.3 汽车启停系统起动/停止控制策略

2.4 汽车启停系统及能量回馈整体结构

2.5 本章小结

第三章 再生制动能量回馈研究

3.1 制动能量回收装置的确立

3.2 制动能量回馈装置结构设计

3.3 制动能量回馈装置工作模式

3.4 制动能量回馈装置控制策略

3.5 本章小结

第四章 汽车关键部件建模及分析

4.1 整车动力学模型

4.2 发动机模型

4.3 ISG机模型

4.4 蓄电池模型

4.5 超级电容模型

4.6 DC/DC模型

4.7 功率总线模型确立

4.8 本章小结

第五章 汽车模型的二次开发及仿真结果分析

5.1 ADVISOR仿真软件简介

5.2 汽车模型的二次开发

5.3 仿真参数及循环工况的选取

5.4 仿真结果分析

5.5 本章小结

第六章 台架实验

6.1 台架介绍

6.2 台架实验结果分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢