串联型液压混合动力车辆节能技术研究

摘要

当今世界，汽车保有量迅速增长与能源环境问题之间的矛盾日益突出，研发一种节能、环保型车辆成为一件刻不容缓的事情。串联型液压混合动力系统将车辆的发动机与传动系统完全解耦，大幅提高发动机的功率利用率，液压蓄能器的快充、快放也进一步提高发动机的功率利用率，进而有效提高车辆的燃油经济。该系统目前被认为是最能提高车辆燃油经济性的方式之一。因此，该系统的研究对车辆的节能、减排都具有一定的理论意义和实际应用价值。
　　通过分析流量耦合系统与压力耦合系统特点，根据车辆传动系统的要求，对两种耦合方式进行综合，提出一种新型的流量-压力耦合控制方式，弥补了单一耦合方式的不足。进而，以实际工程约束，对整车性能设计指标及其与动力系统部件的相互影响进行分析研究，优化关键元器件的匹配关系，提出一套液压传动系统的设计准则。针对车辆实际工作过程的不稳定性，采用了双马达驱动形式与双参数挡位控制方法，提高了液压马达的平均工作效率。
　　本文建立了整车与关键元器件控制模型，在仿真软件AMESim与MATLAB/Simulink下分别搭建其车辆结构与控制系统仿真模型，通过软件之间的接口通信实现软件间的数据传输，充分发挥双平台的优势，提高仿真结果的有效性与准确性。
　　最后，利用搭建的仿真平台对某商用车进行仿真分析研究。研究结果表明：
　　（1）出的液压传统系统设计准则可以较好满足车辆的实际使用要求，为进一步的研究提供理论依据；
　　（2）提出的双马达驱动与双参数挡位控制方法有效提高了液压马达的传动效率；
　　（3）蓄能器的合理利用不仅可以有效进行制动能量回收，还可以有效提高发动机的功率利用率。
　　综上所述，串联型液压混合动力车辆在动力输入与动力输出都可以有效提升使用效率，本课题的深入研究可以进一步提高车辆的燃油经济性。

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1 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 液压混合动力车辆节能技术国内外研究现状

1.3 液压混合动力车辆的结构形式及其技术特点

1.4 论文主要研究内容

2 串联型混合动力车辆节能技术理论研究

2.1 车辆对液压系统传动装置的要求

2.2 液压混合动力系统的构成及静态特性分析

2.3 本章小节

3 串联型混合动力车辆参数匹配及控制

3.1 发动机与液压泵的匹配及控制

3.2 液压泵与马达的参数匹配及选择

3.3 液压马达与负载的匹配及控制

3.4 蓄能器的匹配及控制

3.5 本章小结

4 串联型混合动力车辆系统建模

4.1 仿真软件与软件接口

4.2 串联型混合动力节能车辆部件模型搭建

4.3 串联型液压混合动力驱动节能车辆控制系统建模

4.4 串联型液压混合动力车辆联合仿真

4.5 本章小节

5 串联型液压混合动力系统仿真分析研究

5.1 整车关键元件的选型及仿真工况的选择

5.2 汽车动力性能仿真分析

5.3 两种驱动方式对比仿真分析研究

5.4 发动机工况仿真分析

5.5 制动能量回收仿真分析

5.6 本章小节

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢