摩托车混合动力系统开发

摘要

混合动力系统以传统的汽油机和电动机作为动力装置,先在汽车上得到了应用.而在摩托车上应用混合动力系统,通过优化设计可以保证汽油机长期在高效率工况下稳定工作,加上电动机作为辅助动力,可以提高摩托车的动力性能、提高燃油经济性并减少尾气污染.本文以摩托车混合动力系统为研究对象,主要完成下列工作:混合动力系统的总体方案研究.在分析传统摩托车的运行特性后,确定了混合动力系统的目标运行特性;对混合动力系统中,汽油机、动力电池、电机等基本组成部件的技术现状和发展趋势进行了分析和比较;就动力传递系统的结构布置和相应的运行模式进行了探讨;确定了采用小功率电机和小容量动力电池组的并联型摩托车混合动力的系统方案.对汽油机和电动机的动力匹配问题进行了分析;提出评价混合动力系统性能的各项指标;对于有多个指标的评价问题,提出如何得出一个统一的评价指标的方法.对摩托车混合动力系统的控制策略进行了分析,研究了其现状和发展趋势,指出混合动力系统的控制策略需要针对摩托车的运行工况进一步优化.分析了混合动力系统中各个控制器(ECU)的功能,重点开发了电动机/发电机的控制器.电动机/发电机控制器的功能是在储能单元--动力电池和电动机/发电机之间进行直流-直流(DC-DC)电压转换.以实现电动机辅助动力的输出和发电机的能量回收.比较和选择控制器的实现方案,设计电路,对电路进行仿真和测试.

目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1摩托车工业发展概况

1.1.1世界摩托车工业发展概况

1.1.2我国摩托车工业发展概况

1.1.3我国摩托车工业的地位和差距

1.2摩托车节能与环保技术发展现状

1.2.1改进混合气的形成和燃烧过程

1.2.2可变技术的应用

1.2.3其他节能和环保技术

1.3汽车用混合动力技术发展现状

1.4论文课题来源和主要工作内容

第二章混合动力摩托车总体方案探讨

2.1传统摩托车运行特性分析

2.1.1摩托车尾气污染物产生机理及主要影响因素

2.1.2摩托车整车和汽油机的动力匹配

2.2混合动力摩托车目标运行特性设计

2.2.1提高燃油经济性能的途径

2.2.2混合动力摩托车的运行特性

2.3影响混合动力摩托车性能的主要因素

2.4摩托车混合动力系统主要部件的选型

2.4.1发动机

2.4.2电池

2.4.3电机

2.5本章小结

第三章摩托车混合动力系统的动力匹配设计

3.1动力传递方式的选择

3.1.1现有汽车上的混合动力传递方式及其特点

3.1.2摩托车混合动力系统中动力传递方式的选择

3.2并联式系统的结构布置与运行模式

3.2.1结构布置

3.2.2运行模式

3.3汽油机与电动机的功率匹配

3.4混合动力系统综合性能评价

3.4.1单项性能指标

3.4.2综合性能指标的评价模型

3.5本章小结

第四章摩托车混合动力系统控制单元的开发

4.1控制系统功能和流程设计

4.2控制策略研究

4.2.1以车速为主要参数的控制策略

4.2.2以功率为主要参数的控制策略

4.2.3以成本和燃油经济性为目标的控制策略

4.3电动机/发电机ECU的开发

4.3.1 DC-DC变换器的功能

4.3.2变换器电路拓扑的选择

4.3.3 PWM发生电路的选择

4.4有源箝位ZVS-PWM变换器的设计与仿真分析

4.4.1有源箝位ZVS-PWM变换器的稳态分析

4.4.2仿真结果与分析

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1全文工作总结

5.2今后工作展望

参考文献

致谢