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电动汽车类有关论文范本,与增程式电动汽车的设计与控制相关毕业论文
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;回收量相当可观.图14显示了城市+城郊混合工况下制动能回收效率的影响.回收效率的增加基本不影响电池组电能的消耗,但它为行驶提供了额外能量,使油耗和成本降低.在计算利用回收的制动能进行驱动时,要考虑电池的充电效率和驱动电机的效率.4.6空气阻力系数
尽管不是线性的关系,油耗随着空气阻力系数的增加而上升（图15）.因为空气阻力的效应与车速的立方成正比,空气阻力系数的影响程度取决于工况,它在城郊（高速）工况下的影响远大于城市工况.对于城市+城郊工况,由图15可知,在空气阻力系数小于0.23的情况下,能耗的增加比较缓慢.在0.23和0.31之间能耗的增速加快,它的影响在0.33附近变化不明显.汽车外形的设计应该充分考虑针对特定行驶工况以及其它参数如整车质量等,以及类似于图15所示的能耗与空气阻力系数的关系.如果空气阻力系数只能作小幅度的改进,在0.31以下的效果要远大于在0.33附近.
4.7启动增程器的功率门槛值
增程器的启动功率门槛值是当车辆达到按照最小使用成本的控制逻辑计算出的行驶距离下限值以后,判断是否启动增程器的一个准则,当驱动所需功率达到一定量值时启动增程器.这样做的目的是增加直接用于驱动的发电量比例,减少为电池充电后再用电池组驱动的比例,以降低油耗.由图16可知,这个门槛值的影响并不明显,主要是因为对于一个特定的工况,即使增程器的启动功率门槛值不同,发电周期的起始和结束时刻也非常相似,其优化值应该通过考虑所有工况得到.
4.8增程器的最短运行周期
增程器的运行周期是控制器根据行驶需求确定的,但这样得到的运行时间可能很短,为了保证发动机的运行效率和寿命,有必要人为设定一个增程器连续运行的最短时间.当通过计算得到的运行时间大于这个最短周期时,按计算的周期运行；当它小于这个最短周期时,按最短周期运行.增程器最短运行周期的影响主要体现在当它大于计算的发电周期时,计算得出的增程器发电模式将被改变.如图17所示,由于各个系统参数之间的相互作用,增程器最短运行周期的影响并不是单调的,图中所示的特征将随着其它参数的变化而改变.对常用的发动机来说,有实际意义的最短运行周期应该不小于120s.
为了简便,本文采取了只改变某一个参数的数值,而固定其它参数的做法.这样做可以明显看出这个参数对系统的影响,但最主要的缺点是无法获得关于各种参数之间相互作用的信息.对于增程式电动汽车这种复杂的系统来说,各种参数之间的相互作用是客观存在而且非常重要的,系统的优化取决于对这些参数以及它们之间相互作用关系的深刻理解,系统控制也应该是对某种特定工况下,系统参数优化的过程.5结论
本文对增程式电动汽车的设计和系统控制进行了讨论,在系统设计方面,按照国家标准对电动汽车的各项性能要求给出了一个驱动电机功率的选择方案.由于它是针对一个特定的参考系统计算出来的,当系统参数如空气阻力系数等改变时,应该重新计算相对应的选择方案.电机的过载特性使选择较小的额定功率电动机即可满足大多数小型乘用车的性能要求,但实际设计中应该综合考虑其它因素如电机效率等.
由于动力电池、发动机和发电机的使用方式之间存在多种可能的组合方式,增程式电动汽车的系统控制种类也相当多,主要区别在于增程器的使用上.常见的做法是采用闭环控制,使增程器的发电量随车辆功率需求变化.由于实际驾驶工况的变化以及发动机控制上的困难,这样的控制很难实现.此外,发动机的输出功率变化会导致其无法保持在高效区运行,更可行的方法是使用恒定的增程器输出功率,这样的控制方法多采用固定的电池电量的上、下限值来控制发电周期.本文提出了一种基于电池寿命考虑的控制方法,可以根据动力电池的保修期推算出满足保修条件下的最大允许充、放电幅度,即电池电量的上、下限值,还提出了一种基于最小使用成本的控制逻辑,可以最大限度地使用相对便宜的网电,降低油耗,并给驾驶员充分的选择,以适应实际驾驶过程中多变的工况.
本文研究了基于最小使用成本的控制逻辑中各种系统和行驶参数的影响.整车质量、行驶距离、电池组初始电量、空气阻力系数和制动能回收效率等都对增程式电动汽车的使用及运行成本有比较大的影响,其它参数如增程器的启动功率门槛值和增程器最短运行时间等的作用不稳定,这是它们与其它参数之间强烈的相互作用的结果.因此,控制系统的优化应该综合考虑各种系统和行驶参数.
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