混合动力汽车用锂电池组温升控制策略研究

为解决锂电池组热失控问题,采用逻辑门限值法设计了温升控制策略,并基于AMESim与MATLAB/Simulink的联合仿真调试,对锂电池组在不同道路工况和不同环境温度下的最高温度及电芯间最大温差进行了研究,仿真结果表明,设计的温升控制策略能保证锂电池组最高温度≤45℃,电芯间最大温差≤5℃,达到了预期的控制目标,具有一定的可行性,有利于保证锂电池组的高性能、长寿命、低危险运行。     

双离合器协同的功率分流式混合动力汽车动态协调优化控制研究EI北大核心CSCD

针对集成多离合器的功率分流式混合动力汽车,研究了包含两个离合器状态协同切换的纯电动模式到混合动力模式的瞬态切换行为及动态协调优化控制策略。基于杠杆法和矩阵法建立系统不同切换阶段的动力学模型,根据发动机起停控制及模式切换需求对双离合器工作序列进行可行性分析并制定模式切换逻辑,在此基础上,针对双离合器协同滑摩导致的切换品质下降,以整车纵向冲击度、离合器滑摩功及模式切换时间为加权优化目标,基于模拟退火算法优化不同离合器接合和分离过程的滑摩行为,为解决固定发动机转速调节策略难以适应不同加速工况需求的难题,构建了混合动力模式下的发动机转速自适应调节策略,实现基于不同工况需求转矩的电机MG1转矩自适应调节。仿真测试和硬件在环测试结果表明,所设计的动态协调优化控制不仅能够有效地减小双离合器协同时的功率分流式HEV瞬态模式切换冲击度,而且具有优异的工况适应性,能够保证不同加速工况下的瞬态模式切换品质。     

矩阵风扇冷却系统模糊控制的研究

为提升车辆冷却系统效能,首先在传统乘用车冷却系统的基础上引入矩阵风扇型式,并在此基础上设计出模糊控制器。然后通过联合仿真研究了在模糊控制器作用下,矩阵风扇对车辆冷却系统性能的影响。结果表明:在瞬态工况下,采用模糊控制器的矩阵风扇系统能将发动机出水口温度波动幅值减小约76%,将风扇系统能耗降低31.2%。矩阵风扇多模式运行时,模糊控制器除能根据反馈信号调整风扇转速外,还能以最低能耗为目标实时调整运转风扇的数目,因此多运行模式下的模糊控制器对目标温度的跟踪能力更优,能耗更低,整个仿真过程的温度稳态误差比单运行模式平均小30.5%,风扇消耗功率比单运行模式平均降低18.8%。     

纯电汽车后副车架力传递与隔振特性研究

针对纯电汽车底盘悬架力传递导致的中低频路噪问题,本文采用整车有限元分析和Spindle Loads激励力的分析方法,在60km/h工况下进行路噪的多输入多输出仿真计算,发现主要是由后副车架模态引起的力传递过大导致。试验表明,设计并安装与车内噪声中心频率(152Hz)对应的吸振器后,能有效降低车内路噪。最后将后副车架柔接后,车内前排和后排噪声分别降低了0.2dB (A)和3.8dB (A),验证了仿真计算的准确性。     

某中型钻机车发动机冷却系统的改进研究

针对某中型钻机车的柴油发动机在环境温度高于35℃,车辆处于静止状态进入钻井工况时,发动机原冷却系统出现"开锅"的现象进行改造研究。在对原车冷却系统的散热性能进行的传统方法和系统仿真计算基础上提出了串联和并联布置的主、辅冷却模块方案,并进行了仿真计算。结果分析表明,并联形式的主、辅冷却模块方案可以在不改变水泵性能的情况下提高发动机的散热状况,可以作为首选改造方案。经现场考核,并联形式的主、辅冷却模块能满足发动机在环境温度高达40℃时的运行要求,此时在最大功率和最大转矩情况下发动机出液温度为103℃和97℃,与仿真计算结果基本相符。     

不同充电倍率下锂离子电池组冷却系统结构设计

针对锂离子电池组在不同充电倍率下最高温度和单体温度均匀性的要求，在构建动力电池热模型的基础上，以抑制电池组内最高温度和最大温差为目标，仿真分析了液冷板布置位置、流道设计和冷板出入口位置等因素对电池组温度的影响规律。仿真结果表明，本文所设计的冷却系统，在电池组以2C倍率充电时，最高温度可控制在35.5℃，温差不超过5℃。     

电动汽车电机控制器IGBT温度控制装置和策略

IGBT模组是电机控制器的核心功率元件,在电动汽车复杂运动工况下,长时运行会导致IGBT模组内部温度波动并引起热失效问题,会影响电机控制器的控制精度、整车的舒适性以及续航里程,甚至会烧穿IGBT模组,因此对IGBT模组的冷却变得越来越重要。本文研究现有IGBT冷却方式,针对现有风冷和液冷技术对电机控制器IGBT模组冷却不足,散热性较差,并且难以控制IGBT模组温度的技术问题,本文采用半导体制冷片冷却IGBT模组,可有效控制IGBT模组的温度,并且提前冷却。     

柴油/PODE重型车辆的实际行驶经济性与排放特性

针对柴油/PODE混合燃料发动机虽满足实际道路排放法规的需求,但实际道路的高瞬态性导致其瞬态结果与实验室稳态结果不符的问题,按照国Ⅵ排放标准测试流程,采用便携式排放测量系统对一台燃用柴油/PODE混合燃料的国Ⅵ重型牵引车的实际道路排放进行研究。研究定制由比功率、车速和加速度等信息共同定义的车辆工况分箱,以更加细致地衡量车辆排放及经济性能。数据统计分析结果表明：对于所有燃料,在工况多变的市区工况下CO和PN排放最高,在柴油中添加PODE能够显著降低CO和PN排放,其全路况比排放综合降幅为50%左右;掺混PODE后实际道路NO_x排放增加,在高速工况下最高,其比排放增加幅度低于20%;重型车辆常用工况为高速工况,高速中等功率需求工况下排放和燃油消耗率最多,在市区路段时,低速小功率需求工况占据大部分的时间,其排放和燃油消耗率仅次于高速中等功率需求工况,PODE的添加使得燃油消耗率增加;当PODE掺混比为30%时,发动机整体有效热效率为40.3%,比燃用纯柴油时提高了约2%;当PODE掺混比为20%时,其整体有效热效率相比D100反而有所下降,这与实际道路行驶条件下的高瞬态...     

基于最优效率的纯电动汽车驱动控制策略开发EI北大核心CSCD

为提高纯电动汽车动力驱动系统效率,利用Matlab软件中的Simulink、Stateflow开发了包括加速踏板信号处理模块、驱动模式识别与转换策略和各模式控制策略组成的整车驱动控制策略;其中,在稳态模式下,采用基于车速偏差的增量式PID控制;在瞬态模式下,按照效率最优路径进行控制;在失效模式下,限制电机输出功率。为验证所开发的策略,建立了仿真模型,进行仿真和实车测试。结果表明开发的控制策略是有效的,能提高动力驱动系统效率,延长车辆续驶里程。     

柴油机微粒捕集器瞬态再生特性仿真

建立了基于柴油机微粒捕集器主动再生的GT-Power仿真模型,针对2 200 r/min、100%和1 400 r/min、50%两种典型工况,对捕集器瞬态再生特性进行了研究。计算结果表明：柴油机由高转速、大负荷变为低转速、小负荷的瞬态工况下,微粒捕集器再生时,载体各端温度曲线呈双峰状,载体壁面峰值温度与稳态相比大大升高;且工况变化时间越短,这种现象越明显。     

新型冷却结构在电池热管理中的分析与优化

针对传统液冷电池包内电池组散热不充分及表面温度一致性较差的问题,本文设计了一种基于风冷和液冷耦合 冷却策略的新型电池包结构,利用Catia软件建立三维模型并运用Fluent软件进行仿真,研究结果表明,相较于单一液冷 结构在2 C和2.5 C放电倍率下存在电池组过热问题,风冷液冷耦合的冷却结构在不同放电倍率下将最高温度和最大温差 分别控制在45 ℃和5 ℃以内。探究了不同流体进口速度对电池组散热的影响,并选取风速5 m/s,冷却液流速0.5 m/s的 最佳配合,在此基础上对流道进行针对性的优化,优化后电池组在同一工况下最高温度从27.95 ℃下降至26.82 ℃。这种 新型结构将为后续的电池的热管理设计提供新思路。     

钢桥面与环氧沥青铺装界面动态剪切模量及其主曲线研究

为建立钢桥面与环氧沥青铺装界面的动态剪切模量主曲线方程,采用SCIS(Steel-Concrete Interface Shear)动态剪切试验,测得温度为5℃、15℃、25℃、40℃、60℃以及荷载频率为0.1 Hz、0.5 Hz、1 Hz、5 Hz、10 Hz、25Hz条件下的界面动态剪切模量和相位角。基于时间-温度等效原理和Williams-Landel-Ferry公式建立了界面动态剪切模量主曲线。研究结果表明:界面动态剪切模量随温度升高而显著减小,随荷载频率增大而增大;界面动态剪切模量满足时间-温度等效原理,主曲线的拟合程度较好,可用于预测更大范围温度和荷载作用频率下的界面动态剪切模量;在动态剪切荷载作用下,界面相位角较小,主要呈现弹性性能。钢桥面与铺装界面动态剪切模量主曲线的建立为钢桥面铺装结构设计与分析提供了重要的结构参数。     

全功率燃料电池汽车散热系统设计、建模与分析

极端工况下整车的热管理问题是全功率燃料电池汽车面临的主要技术挑战之一。燃料电池汽车中的热源主要来源于电堆、空压机、驱动电机及DC/DC,提出了相应的热管理方式并构建了相应的系统结构,对散热器、水泵、风机等主要部件进行了选型与匹配。利用GT-COOL 软件建立了全功率燃料电池汽车热管理系统仿真计算平台,对极端工况下系统的散热性能进行了分析。结果表明,在该工况下电堆温度达到了84.4 ℃,在许用温度范围内,电堆进出口温差为7.6 ℃,满足内部温度均匀性要求,空压机、DC/DC、驱动电机的温度分别为58.4 ℃、59.6 ℃、61.5 ℃,均满足其温度要求。     

重型车辆W-ECHPS中绕组式永磁耦合器的稳态性能研究

为解决重型车辆液压助力转向系统在转向路感差和能耗高的问题,提出了基于绕组式永磁耦合器(WTPMC)的电控液压助力转向系统(W-ECHPS)。文中介绍W-ECHPS系统和WTPMC的结构原理;确定不同行驶工况下WTPMC的运行参数,为WTPMC的设计和基于行驶工况的性能研究提供依据;采用Ansoft Maxwell软件对WTPMC进行有限元仿真,以研究其稳态性能,包括电磁性能、调速器性能和转差功率回收性能;在仿真结果满足要求的基础上,试制WTPMC样机并进行台架试验,并与空载时线反电动势、IGBT占空比和超级电容端电压的仿真结果对比。结果表明:仿真结果与试验数据基本一致,WTPMC具有良好的电磁性能,能满足运行极限点的要求,通过调节IGBT的占空比,能在不同行驶工况下运行,同时,其具有良好的转差功率回收性能,在不同行驶工况下的转差功率回收率在67.4%～72.5%之间。     

增程式电动环卫车能量管理策略仿真研究

基于Matlab/Simulink搭建了增程式电动环卫车正向仿真模型,在我国典型城市公交工况下,对增程器的开关模式、持续运行模式、恒定功率输出模式和功率随动输出模式等4种能量管理策略进行100 km的连续仿真,结果表明,增程器开关模式和持续运行模式均可使电池组SOC维持在合理的区间,但恒定功率输出模式比功率随动输出模式的等效百公里油耗小,最小为29.13 L;设置较小的增程器输出功率能够使电池SOC变化平稳,避免电池组的频繁充、放电现象。     

轮毂电机角模块系统多物理场耦合作用下的温升及散热分析

为更好地探究轮毂电机角模块系统在运行过程中的多种物理场耦合特性,解决轮毂电机在有限空间中存在的散热难问题,文章基于键合图理论,建立了轮毂电机角模块系统的多物理场耦合模型,并导出数学模型,利用MATLAB/Simulink进行动态仿真,分析了轮毂电机在多物理场耦合作用下的输出转矩和温度特性。仿真结果表明,采用水冷模式对定子绕组的冷却效果明显;对于不同的水道截面尺寸和冷却液流速,轮毂电机呈现出不同的温升特性;相同的电机运行工况和冷却液流量下,增加水道内径可以达到更好的冷却效果。借助有限元分析软件Fluent进行流体仿真,得到的电机温度分布云图和温度变化曲线与上述结论基本一致,验证了耦合模型的实用性和可靠性,为轮毂电机角模块系统的设计和应用提供了理论参考。     

增程式电动环卫车APU启停控制策略的设计

以一款增程式电动环卫车为对象,提出APU的工作模式,并依据APU中的小型发动机油耗特性及APU的工作特点,制定出相应的APU功率输出控制策略;最后基于建立的整车仿真模型,利用MATLAB工具的simulink仿真模块进行模拟。通过仿真分析,该型增程式电动环卫车在典型城市公交工况下的节油效果可达45%。     

AC-13型沥青混合料动静态模量对比试验研究

以我国沥青路面广泛采用的AC13型沥青混合料为研究对象,对在不同温度（-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃）和不同频率（25Hz、10Hz、5Hz、1Hz、0．5Hz）下的动态模量进行了测试,分析并得出了其变化规律,并与其静态模量进行比较,得到了它们之间的关系,最后给出了AC13型沥青混合料的路用动态模量的推荐范围。     

纯电动重卡用永磁同步电机性能仿真分析

为进一步提高纯电动重卡用永磁同步电机的输出性能,针对所设计的初步电磁方案,建立Motor-CAD电机电磁仿真模型,通过E-mag模块与Terminal模块进行磁热耦合仿真,并通过Lab模块仿真全工况区域进行磁热耦合仿真,在理论分析的基础上对电机转子磁极结构、定子齿槽结构以及裂比对输出转矩性能的影响进行了仿真研究,计算了不同电流和不同散热条件下电机的损耗,最终得出了电机电磁转矩优化措施以及电机损耗规律。     

基于典型工况的混动汽车能量流测评与优化

基于典型循环工况,开展了混动汽车能量流测评与分析,研究了针对实际道路运行工况降低能耗的优化方法。首先,对比了循环工况下的整车能量流各效率特征参数;其次,按照不同的运行工况分段区间,得到了WLTC循环工况下发动机、发电机、驱动电机的输入输出功率和运行模式特征;最后,提出了基于工况特征参数挑选代表实际道路运行的典型循环工况实现能耗优化的方法。结果表明：发动机循环综合热效率最高达到了36.79%,市区循环的制动能量回收效率达到了87.04%;高速工况下整车综合效率29.72%,是车辆最节能的工况;针对代表实际道路运行的WLTC-LM典型循环工况进行了全局优化,基于仿真验证,整车百公里能耗降低了3.98%。