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增程式电动自行车建模与能量分配算法研究
| 论文题名： | 增程式电动自行车建模与能量分配算法研究 |
| 关键词： | 电动自行车;能量分配算法;增程器;电连接方式 |
| 摘要： | 增程式电动自行车是在纯电动自行车的基础上增加一套“发动机+ISG(Integrated starter-generator)电机”式增程器，当电池电量不足或电池供能不足时增程器启动，车辆以增程模式行驶，能够大大增加车辆的续航里程。由于增程器和电池、轮毂电机之间采用电连接方式，增程器的工作状态与车辆的行驶工况相对独立，通过合理的整车能量分配算法可以将增程器工作在排放较低和燃油经济性较好的区域。 本文是以增程式电动自行车为研究对象，设计了增程器、电池和轮毂电机的能量分配算法,在保证电池性能和循环使用寿命的基础上提高整车燃油经济性。全文主要内容及结论如下： 首先，在现有的增程式电动自行车动力系统结构的基础上，以整车动力学方程为理论依据，基于AVL Cruise软件仿真平台中搭建了整车模型。在Cruise中的电池模型中输入电池参数，并结合理论推导建立了电池的效率模型。在增程器特性试验的基础上，建立增程器的稳态油耗模型，并结合理论建模的方法搭建了增程器模块。 其次，研究增程式电动自行车在行驶过程中各部件能量流动和效率特性，在保证电池效率和循环使用寿命的前提下，以提高整车燃油经济性为优化目标对整车能量分配算法进行研究。建立了电池瞬时等效油耗理论，将当前电池消耗或者补偿的电能等效为其他时刻增程器燃油的消耗量，提出了基于瞬时等效油耗最低的瞬时优化整车能量分配算法，并对传统增程式电动自行车的能量分配算法进行研究。 最后，基于之前搭建的增程式电动自行车模型，选定目标工况对整车燃油经济性进行研究。采用Cruise和MATLAB联合仿真的方式对电池充放电的等效燃油转化系数进行标定，再分析比较不同算法的仿真结果。选定目标工况和电池初始SOC为45％的条件下，瞬时优化算法、恒功率策略和功率跟随策略的综合燃油消耗率为0.724 L/100km、1.340 L/100km和0.889L/100km，结果表明瞬时优化算法能够显著提高整车的燃油经济性。 |
| 作者： | 蒋建华 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 吴锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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