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新能源汽车,已经成为我国汽车工业发展的一个重要方向

2021-09-03 浏览次数:1,423 次 助会译大佣E

针对一款新设计的基于金属带式无级自动变速器 的插电式混合动力电动汽车的特点,对整车能量管理策 略进行深入研究,采用前向仿真的方法,搭建整车模型并进行仿真分析,验证其能量管理策略的有效性。

(1)以国内紧凑型轿车LF620为基础车型

研究基于CVT的单轴并联式结构的插电式混合动力电动汽车的经济性、动力性、可驾驶性等技术指标。对其动力总成参数进行匹配计算,确定发动机功率、电机的类型及功率、动力电池的类型及容量,以保证在满足车辆动力性指标的前提下提高整车燃油经济性和改善尾气排放。并对该插电式混合动力电动汽车的6种基本工作模式及其能量流动情况进行详尽分析。

(2)对基于CVT的单轴并联式结构的插电式混合动力电动汽车

整车能量管理策略进行研究。在整车的能量管理策略中,根据发动机和电机的工作特点,应用动态逻辑门限的方法,研究工作模式切换的控制策略、电机转矩控制策略、以及混合动力CVT速比控制策略。

(3)采用理论建模和实验建模相结合的方法

在Matlab/Simulink开发平台搭建基于CVT的单轴并联式结构的插电式混合动力电动汽车的前向仿真模型。其整车模型包括驾驶员模型、发动机模型、电机模型、动力电池模型、CVT模型,车辆行驶动力学模型。

(4)动力性能仿真结果表明

在纯电动模式下,低速行驶时的整车具有良好的加速性能; 在混合驱动模式下,整车具有很好的动力性能。经济性能仿真分析仿真结果表明∶加权平均后的综合油耗为4.26L/(100km),与原汽油车相比节油46.1%。

汽车产业是国民经济的重要支柱产业,在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。近十几年来,我国汽车产业蓬勃发展,在2013年,我国的汽车产量和销量都超过了2100万辆,连续5年实现了世界第一。然而,随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进,今后较长一段时期汽车需求量仍将保持增长势头,由此带来的能源紧张和环境污染问题将更加突出。

人们对生存环境质量越来越高的要求与汽车排放的污染物日益增多的矛盾也越来越突出。发展节能与新能源汽车是降低汽车燃料消耗量,缓解燃油供求矛盾,减少尾气排放,改善大气环境的重要举措。因此如何降低汽车的能源消耗和环境污染自然而然地就成了汽车工业发展的主旋律。

解决这两个问题的对策主要有两个∶

一是提高传统汽车的能量转换效率和降低其有害物质的排放。

二是开发各种新型代用燃料汽车及电动汽车。

电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车,从当前世界各国发展的电动汽车类型来看,一般可分为混合动力电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车三大类。而纯电动汽车和燃料电池汽车因为电池技术在短时间内很难实现突破,并且成本居高不下,不是近期产业化推进的重点。

无论是国际还是国内,从已经投放市场的纯电动汽车来看,最长的续航里程也都是在150km以下,这一数字根本不能保证纯电动汽车的长距离行驶。而混合动力汽车兼具传统内燃机汽车和纯电动汽车的双重优点,是目前最具有产业化和市场化前景的车型之一。因此,混合动力汽车被认为是汽车工业近期应对能源短缺和环境污染的最主要对策和最现实的选择之一。

但是常规混合动力电动汽车也存在一些问题,内燃机仍然是主要动力系统,需要较多地使用汽油或柴油,纯电动续航能力较差,前景并不太乐观。在这种情况下,为了进一步减少尾气排放,提高整车的燃油经济性,出现了一个新的研究方向,即插电式混合动力电动汽车。

单独依靠电池就能行驶较长距离,但需要时仍然可以像常规混合动力电动汽车一样工作。消耗的燃油将比传统汽车少60%左右,比常规混合动力电动汽车少30%左右,并且具有纯电动汽车的全部优点,可以利用外部公用电网对车载电池组进行充电,减少去加油站加油的次数,降低车辆使用成本。

可以在晚间用电低谷对动力电池组充电,改善电厂发电机组效率,节省能源,因此,插电式混合动力电动汽车是我国新能源汽车产业主要发展方向之一。

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