检索结果-南通市图书馆

作者：闫煜坤吉林大学

学位级别：硕士

在能源危机和全球变暖的背景下,清洁能源的发展引起了各国政府的广泛关注。电动汽车(Electric Vehicle,EV)作为实现节能减排绿色发展和提升能源效率的重要途径,在政治、经济和技术领域发挥了关键作用。动力电池作为电动汽车的核心部件之... 详细信息

在能源危机和全球变暖的背景下,清洁能源的发展引起了各国政府的广泛关注。电动汽车(Electric Vehicle,EV)作为实现节能减排绿色发展和提升能源效率的重要途径,在政治、经济和技术领域发挥了关键作用。动力电池作为电动汽车的核心部件之一,电池系统的健康状况(State of Health,SOH)对车辆整体动力性能、续航里程和安全性能有重要影响。因此,开展动力电池管理系统研究,实现车载动力电池健康状态准确估计,对于提高电动汽车可靠性和安全性具有重要意义,也是实现电动汽车产品规模化和产业化的关键课题之一。本文依托某校企合作项目,以电动汽车动力电池为研究对象,以实现动力电池衰退程度全面评估为研究目的,分别从单体电池角度和实车动力电池组角度对电池老化衰退规律展开研究。通过对实车运行采集的数据和实验室电池测试数据深入分析,重点从电池老化影响因素、电池健康因子筛选、容量衰退模型建立和电池综合健康度等方面展开研究。本文的具体研究内容如下:首先对动力电池工作原理和衰退机理进行分析,基于电池循环充放电实验数据研究了充放电倍率、充放电深度、使用环境等条件对电池性能老化情况的影响,并基于复杂工况下的电动汽车运行数据,从时间角度和空间角度下分析充放电深度和环境温度等使用条件对实车动力电池老化情况的影响。为减缓动力电池的性能老化和电池衰退预测模型研究提供了参考,也为后续章节提供理论支持。其次研究电动汽车动力电池容量计算方法,针对动力电池容量估计建模要求,对纯电动营运车辆的行驶数据进行分析处理。基于SOC变化特点进一步提取车辆停车充电片段,并且根据箱型图法处理异常数据并填充缺失数据采样。之后为得到平缓变化的电池参数,采用插值法对充电片段进行插补。在完整的充电片段基础上,基于安时积分法对各片段电池容量进行计算。基于前文研究分析的结论,从电池温度和充电倍率角度对容量计算结果进行修正,并结合CEEMD和小波去噪方法去除容量计算结果的噪声,最后采用多项式拟合方法建立电池容量衰退模型。之后基于实车数据的电池容量建立预测模型,围绕电池内部衰退机理,从电池外特性参数和改进动态电压翘曲的电量增量曲线中深入挖掘电池老化特征,并通过相关性分析方法对提取的特征进行分析,筛选出最优特征子集作为电池容量预测模型的输入。同时根据动力电池数据集特点,为避免实车运行数据的噪声影响,提出了一种基于编码器和长短时记忆神经网络的电池容量衰退预测模型,对电池容量衰退程度进行实时估计。并且引入门控循环单元和普通长短时记忆网络对估计精度进行对比。结果表明,基于去噪编码器的长短时记忆网络方法在面对噪声输入时可以学习到高鲁棒性特征,具有较好的准确性和稳定性,而不受驾驶环境或驾驶员行为的影响。最后针对实车动力电池健康度评价方法进行研究讨论,以电动汽车实际驾驶数据为研究对象,探索动力电池在多因素耦合条件下的衰退趋势,分析讨论实车工况下动力电池老化情况的指标,具体针对电池容量、内阻、端电压、充电耗时和不一致性变化情况等性能参数分析动力电池性能衰退情况。基于熵权法建立动力电池综合评价方法,并且考虑到车辆运行环境差异,主要针对环境温度因素对综合健康度结果进行修正。该方法为动力电池多角度、全天候健康状态评价方法提供方向,建立了动力电池综合性客观评价方法。本研究基于实验电池充放电循环数据和电动汽车运行数据,通过分析挖掘动力电池实际运行条件下的老化影响因素,提取并筛选出高质量的健康因子以描述实车电池衰退情况,并实现了准确的动力电池容量衰退预估,为延长动力电池使用寿命和提高电动汽车可靠性和安全性提供解决思路。基于电池老化特点提出车载动力电池健康状态综合评价方法,为电动汽车电池健康状态多角度、全方位评估提供一种可行的解决途径。为促进我国新能源汽车动力电池健康状态管理方法发展提供理论支持,并为推动电动汽车稳定可靠发展提供方案支撑。

关键词：电动汽车锂离子电池电池健康状态数据驱动电池容量

基于出行信息的V2G电动汽车能耗估算与充电需求预测研究

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基于出行信息的V2G电动汽车能耗估算与充电需求预测研究

作者：史书恒吉林大学

学位级别：硕士

为应对日益严峻的环境污染与资源紧缺问题,中国政府明确提出“双碳”战略目标,并连续出台相关政策支持和推动战略性新兴产业发展。发展新能源汽车是我国交通领域落实“双碳”战略目标的重要举措,加快电动汽车的推广应用对于推动我国交... 详细信息

为应对日益严峻的环境污染与资源紧缺问题,中国政府明确提出“双碳”战略目标,并连续出台相关政策支持和推动战略性新兴产业发展。发展新能源汽车是我国交通领域落实“双碳”战略目标的重要举措,加快电动汽车的推广应用对于推动我国交通和能源系统绿色转型发展具有重要意义。与此同时,电动汽车的市场化发展和大规模运行也对电网安全带来了严峻挑战。加快开展V2G(Vehicle-to-Grid,车辆到电网)共性核心技术研究与示范应用,统筹电动汽车充放电、电力调度需求,实现电动汽车与电网能量高效互动,提高电网安全应急响应能力已成为现阶段社会发展的迫切要求;也是推动我国“绿能充换电”产业发展,加快促进新能源汽车与能源转型融合发展的重大战略需求。本文依托某吉林省科技发展计划项目,开展V2G智慧能源综合管理与车网协同控制技术研究,重点针对电动汽车单车能耗估算与规模化电动汽车充电需求预测两个方面开展相关研究工作,旨在建立面向V2G用户的基于车辆出行信息的单车能耗估算模型,为V2G参与者明晰行程能耗,参与车网能量交互提供指导;建立面向智慧能源管理的规模化电动汽车出行能耗计算方法,实现V2G电动汽车充电需求的准确预测。论文具体研究内容如下:首先通过对电动汽车历史出行数据进行预处理得到了工况特征参数,并采取主成分分析与聚类分析方法构建了四类典型工况,提出了一种综合考虑交通流平均车速约束与历史状态转移概率的出行工况预测方法,出行工况能耗相对误差为6.74%,为后续车辆能耗估算提供工况基础。其次从运动学与外部条件两个角度对电动汽车能耗影响因素进行分析并提取后续模型输入特征。在此基础上采用多层Stacking集成学习算法建立电动汽车能耗估算模型,分别测试模型在真实工况以及预测工况下的精度,并与基于线性回归的基准模型进行对比,验证本文能耗估算模型的准确性与先进性,研究结果表明,在以真实工况作为特征输入时,模型的理论误差为10.39%,相较于基准模型有较大提升,为后续规模化电动汽车充电需求预测提供能耗模型基础。此后,搭建规模化电动汽车充电需求预测模型。首先对模型理论依据进行说明,其次对本文研究区域范围进行筛选与分割。此后,根据多源信息对用户出行与充电行为进行分析,并建立对应的数学分布模型。在此基础上,建立了由用户画像生成、行程链仿真、能耗计算、充电决策与仿真四大模块构成的模型框架,为后续规模化电动汽车充电需求预测提供理论支持。最后,对规模化电动汽车充电需求进行预测,并分析其影响因素。首先介绍模型的具体实现,在此基础上以长春市为案例,对其规模化电动汽车充电需求的时空分布情况进行分析。最后对影响充电需求的关键因素展开分析,包括用户里程焦虑水平、电池容量水平、快充功率以及电动汽车渗透率等,体现模型预测的灵活性与适用性。

关键词：电动汽车工况预测能耗充电需求预测

高性能电动车直冷式热管理系统及其控制策略研究

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高性能电动车直冷式热管理系统及其控制策略研究

作者：撒朗吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着电动汽车产业化和市场化的加速发展,热管理系统作为电动汽车的重要组成部分也呈现出不断迭代升级的发展趋势。为可靠应对高能量密度动力电池在高温环境下大功率充放电的热安全问题,以及实时处理不同工作环境下电动汽车的热... 详细信息

近年来,随着电动汽车产业化和市场化的加速发展,热管理系统作为电动汽车的重要组成部分也呈现出不断迭代升级的发展趋势。为可靠应对高能量密度动力电池在高温环境下大功率充放电的热安全问题,以及实时处理不同工作环境下电动汽车的热管理需求。结构紧凑且具有高换热能力的直冷式热管理系统逐渐成为解决上述问题的重要研究技术路径。本文聚焦高性能纯电动汽车高温工况下直冷式热管理系统搭建及其关键控制技术研究,以乘员舱温度、电池温度和系统能耗为目标,重点针对直冷系统电池温均性提升、双蒸系统控制效果优化等方面进行研究,完成了直冷板的优化设计,建立了整车直冷式热管理系统模型,制定了一种优先管理控制策略。论文具体研究内容如下:(1)整车热管理系统需求分析,明确各子系统最佳工作温度区间,为后续系统设计提供目标。随后,重点关注所采用动力电池的热特性,从基本工作原理入手,利用相关试验器材完成对其关键参数的试验测取。并在FLUENT软件平台上完成了电池电-热耦合模型的搭建,同试验数据进行对比,以验证模型精度,为后续直冷系统高精度仿真奠定模型基础。(2)直冷系统关键部件直冷板优化设计。在FLUENT中搭建了动力电池模组级直冷系统的简化三维模型。针对冷板流道宽度、流道间距和圆角半径进行了设计优化,共提出六种冷板优化流道构型,在高温环境下进行大功率充放电实验仿真,仿真结果基于电池温降效果、温度均匀性以及系统能耗三方面进行评判,选择最佳的冷板流道构型。(3)整车热管理系统构型设计及模型搭建。结合上述系统需求分析,设计了基于制冷剂直接冷却的整车热管理系统构型。根据系统构型原理图建立了基于制冷剂直接冷却的一维热泵空调仿真系统,结合电机电控系统、整车动力学系统完成了一维整车直冷式热管理系统仿真模型的搭建工作,为后续热管理系统控制策略开发提供控制基础。(4)高温环境不同工况下热管理系统控制策略研究。为满足高温下热管理系统对各部件目标温度的稳定高效控制,针对三种常见高温工况设计了相应控制策略。为降低热管理系统能耗,采用基于状态空间方程的模型预测控制(MPC)优化压缩机转速控制,通过AMEsim系统模型与Simulink控制模型的联合仿真,并对比分析了MPC与PID控制的效果,结果表明采用MPC控制的系统能更快更稳定地达到目标预设温度,且系统能耗减少7.21%,COP值能维持在1.8以上。当乘员舱和电池同时有制冷需求时,设计了一种优先协同管理控制策略。与普通控制策略相比,在提高乘员舱热舒适性的同时,保障电池工作在安全稳定温度范围下,且在WLTC工况下可节省4.80%的冷却能耗,提高了整车的续驶里程。本文的研究工作主要基于对高性能电动车直冷式热管理系统的仿真模拟,全文内容包括电池热特性研究、直冷板优化设计、集成耦合系统模型搭建以及协同控制策略优化等,针对直冷式热管理技术进行了较为系统的研究,可为后续直冷技术的应用及工程化产品开发提供前期基础。

关键词：电动汽车热管理系统集成电池直冷冷板优化联合仿真 MPC控制

高性能电动汽车热管理系统设计与控制优化研究

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高性能电动汽车热管理系统设计与控制优化研究

作者：程崇炬吉林大学

学位级别：硕士

在目前,汽车行业面临了新一轮科技变革的关键历史时期,发展以电动汽车为代表的新能源汽车已成为应对全球气候变化、推动绿色发展的战略举措,也是实现我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。热管理技术对电动汽车安全性、经济性、舒适... 详细信息

在目前,汽车行业面临了新一轮科技变革的关键历史时期,发展以电动汽车为代表的新能源汽车已成为应对全球气候变化、推动绿色发展的战略举措,也是实现我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。热管理技术对电动汽车安全性、经济性、舒适性和耐久性具有重要影响,是提升电动汽车环境适应性、提高用户驾乘感受和保障整车安全性的重要核心技术,日益引起行业内的高度重视。深入研究并突破整车与关键总成热管理关键技术,提升热管理系统性能,对于提高新能源汽车总体性能与产品品质,加快促进电动汽车产业化发展具有重要意义。本文依托于吉林省长春市重大科技专项课题“高性能动力系统关键技术研究”和国家自然科学基金青年基金项目“宽域温度下纯电动汽车整车能量流动机理及节能协调控制研究”,针对高性能电动车热管理系统能耗过高导致续驶里程衰减严重的问题,以研究提出高性能电动汽车热管理系统构型与控制优化的可行方案为目标,重点探究热管理系统余热利用技术路径以及控制策略优化方法。本文具体研究内容如下:首先,本文对某原型电动汽车热管理系统进行了研究,基于乘员舱和电池热管理需求搭建了AMEsim仿真模型;而后,根据试验车热泵空调系统构型,从机理的角度出发对各个主要部件进行了详细参数说明,基于此分别搭建了高温制冷及低温制热仿真模型,并与乘员舱系统仿真模型和电池循环液路进行了集成,为热管理系统模型仿真验证提供了基础。而后,针对仿真模型参数标定以及精度验证,通过试验平台获取了试验车热管理系统高温制冷和低温制热试验数据,并基于此对热管理系统仿真模型的精度进行了验证;在乘员舱能量流仿真数据的基础上分析了新风系统余热利用的可行性,并依靠仿真模型分析各个因素对于热泵空调系统工作性能的影响,为后续新风余热回收研究提供了模型基础。其次,针对乘员舱新风系统余热利用,提出了三种热泵空调系统优化构型方案并搭建了相应的仿真模型,对高温制冷和低温制热时三种方案的系统性能进行了仿真研究,通过对比于试验车系统仿真模型得到了三种新风系统余热利用方案的能耗优化效果,同时探讨了新风比例等因素对于前两种方案能耗优化效果的影响,仿真结果表明,三种方案在30%新风比例下高温制冷时相比于试验车系统的能耗优化效果分别为8.12%、6.52%和2.41%,低温乘员舱制热时能耗优化效果分别为9.01%、13.33%和2.04%,低温乘员舱及电池制热的能耗优化效果分别为4.98%、6.46%和1.01%,COP值基本均可达到1.7以上,并为后续控制策略优化开发提供了构型基础。最后,针对热管理系统控制优化,采用模型预测控制对压缩机转速控制进行优化;建立状态空间方程并基于试验数据对其参数矩阵进行辨识,以使状态空间方程能够反映实际热泵空调系统性能,基于此通过Simulink设计MPC控制器,借助AMEsim与Simulink联合仿真手段,分析了MPC控制压缩机转速对于试验车系统以及两种能耗优化效果较好的改进方案的系统性能影响,结果表明,相比于PID控制压缩机转速,高温制冷时试验车系统以及两种改进方案在MPC控制下的能耗优化效果分别为3.19%、3.15%和3.07%,低温制热时能耗优化效果分别为2.15%、3.16%和2.98%,并且MPC控制下控制目标变化更加稳定,效果优于PID控制。

关键词：热泵空调系统热管理乘员舱新风系统余热回收利用模型预测控制

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智能车辆换道轨迹规划与跟踪控制算法研究

智能车辆换道轨迹规划与跟踪控制算法研究

作者：赵雪淞吉林大学

学位级别：硕士

伴随着近年来汽车智能化和电动化的发展趋势,智能驾驶技术已经成为各企业与科研机构的研究热点。自动驾驶系统作为智能驾驶技术的关键组成部分,能够部分乃至全部代替人类驾驶员实施驾驶行为,减少驾驶员的疲劳,提高驾驶安全性。本文依托... 详细信息

伴随着近年来汽车智能化和电动化的发展趋势,智能驾驶技术已经成为各企业与科研机构的研究热点。自动驾驶系统作为智能驾驶技术的关键组成部分,能够部分乃至全部代替人类驾驶员实施驾驶行为,减少驾驶员的疲劳,提高驾驶安全性。本文依托某国家重点研发计划项目课题“整车智能化控制及性能提升技术”,针对某型纯电动车自动驾驶系统中的自主换道功能,考虑车辆在换道过程中的舒适性、安全性,开发了一套用于结构化道路换道场景的决策、规划、控制算法,并通过联合仿真验证了算法的有效性。论文具体研究内容如下。首先,对本文研究的结构化道路换道场景进行定义,明确了结构化道路及双车道五车换道场景的概念。对规划控制中常用的不同坐标系进行介绍,并对其坐标转换关系进行推导。在已知周围车辆运动状态的前提下,以保证车辆的安全性和通行效率为目标,开发基于决策树的换道决策算法。其次,对于轨迹规划问题,本文将换道轨迹规划定义为“轨迹初规划+轨迹优化”的结构。在轨迹初规划阶段,将其解耦为路径规划与速度规划。在路径规划中,将路径纵向按等间隔离散,基于路径点建立目标函数和约束条件,转化为二次规划问题并求解出路径点的横向坐标。在速度规划中,根据对周边车辆运动状态的预测,建立包含障碍物投影的离散S-T图,采用动态规划算法,进行速度曲线的搜索。经过轨迹初规划后,得到一条间隔较大的粗糙轨迹。在对这条粗糙轨迹进行小间隔重采样后,基于车辆运动学模型建立轨迹优化的模型预测问题,从而求解出一系列满足车辆运动学约束的换道轨迹点。对于轨迹跟踪问题,本文将横纵向控制解耦为横向路径跟踪和纵向速度控制。考虑到模型预测控制在处理多目标优化问题上的优势,采用基于车辆动力学模型的模型预测控制器进行横向跟踪。在纵向控制上,采用位置-速度双PID控制器作为上位控制器,计算并输出车辆的期望加速度,并用油门-刹车标定表将其转化为对应的油门/刹车信号,实现了分层控制策略。最后,搭建Prescan-Simulink-Carsim联合仿真平台,对不同的换道场景进行了仿真分析和验证。仿真结果表明,本文所提出的算法能够实现车辆在结构化道路上的自主换道,轨迹规划算法所输出的轨迹满足车辆运动学约束以及人类驾驶习惯,而轨迹跟踪算法能够保证车辆对轨迹的稳定跟踪,其中横向跟踪误差保持在厘米级,具有较高的精度。

关键词：智能车辆换道轨迹规划跟踪控制模型预测控制

基于机器视觉的自动驾驶安全预警系统设计与实现

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基于机器视觉的自动驾驶安全预警系统设计与实现

作者：李明珠吉林大学

学位级别：硕士

随着国家经济的持续增长,人民的生活水平不断提高以及交通运输条件进一步完善,国务院要求发展“无人驾驶交通工具”等新前沿技术,进行基础研发,构筑“自动驾驶车辆”等新兴智能终端产业体系和政策环境。因此,自动驾驶相关技术成为全国... 详细信息

随着国家经济的持续增长,人民的生活水平不断提高以及交通运输条件进一步完善,国务院要求发展“无人驾驶交通工具”等新前沿技术,进行基础研发,构筑“自动驾驶车辆”等新兴智能终端产业体系和政策环境。因此,自动驾驶相关技术成为全国研究的热点。而安全预警系统能使自动驾驶车辆提前察觉潜在的危险,对可能发生的交通事故进行预警,从而确保自动驾驶车辆的安全行驶。所以,安全预警系统是车辆自动驾驶系统的重要组成部分,是自动驾驶车辆安全平稳行驶的前提。自动驾驶安全预警系统是指在环境传感器获得的环境信息基础上,确定本车所处位置并感知本车周围环境,结合自动驾驶车辆的驾驶意图和车辆运动模型,保证自动驾驶车辆的安全行驶。现有自动驾驶安全预警技术中的环境感知模块主要采用超声波雷达、激光雷达、毫米波雷达、红外探头、摄像头等传感器识别目标,并测量目标与车辆之间的距离。超声波雷达、毫米波雷达、红外探头无法准确识别目标,而激光雷达产生的三维点云数据量巨大,目前的计算设备无法实现实时高精度匹配,因此摄像头是当前可采用的最佳传感器。为此,本文深入研究基于双目视觉的临撞预警和基于机器视觉的车道偏离预警两种技术,并将其融合于高精度定位系统中,实现自动驾驶车辆的安全预警。对于自动驾驶车辆的定位系统,现有算法会累计在测量时产生的传感器噪声和运动模型在预测阶段自身生成的噪声,使得自动驾驶车辆的定位误差随着车辆行驶距离的增加而增大。并且GPS需要从至少四颗卫星接收信号,因此仅使用GPS进行自动驾驶车辆精准定位的方法受到限制。对于自动驾驶车辆的临撞预警系统,现有算法多是运用激光雷达获取自动驾驶车辆的周围环境信息,因而这种方法的成本过高。对于自动驾驶车辆的车道偏离预警系统,现有的算法虽能对车道偏离发出及时的告警,但是这些方法需要设置大量参数,并且对算力要求较高。针对以上问题,本文的主要工作如下:(1)设计并实现自更新地图传感定位系统。本文使用扩展卡尔曼滤波算法处理来自不同传感器的数据,进行数据融合,生成精确的位置和姿态数据。当GPS信号可用时,本文使用GPS信号确定自动驾驶车辆的位置;当GPS信号不可用时,本文使用扩展卡尔曼滤波算法,通过GPS信号同步IMU,校正IMU的累计误差,从而获取自动驾驶车辆的位置。此外,本文还使用Haar-Like特征和SVM分类器识别路缘线,交通标志,基座和建筑物位置等,构建街道网络基础地图。(2)设计并实现基于双目视觉的临撞预警系统。首先利用两个摄像机作为传感器,设计双目视觉模型。然后通过ROI的选取兴趣范围,利用支持向量机识别自动驾驶车辆前方的行人及其他可能影响车辆行驶的障碍物。之后提出基于任务的4D车辆检测算法,检测自动驾驶车辆四周的车辆信息。最后提出自动驾驶车辆临撞预警策略,计算碰撞线、紧急制动线、期望跟踪距离线及容许跟踪误差线位置,评定车辆碰撞等级,实现临撞预警。(3)设计并实现基于机器视觉的车道偏离预警系统。本文提出一种新的车道偏离预警算法,名为车道线夹角法。该方法在基于摄像机的车道线识别基础上,通过摄像机的参数,计算自动驾驶车辆的坐标系到图像缓存区坐标系的变化。然后计算在图像缓冲区坐标系中可以表示左侧车道线和右侧车道线的方程。之后通过两个方程求解左右两侧车道线的夹角。最后通过设定阈值,判定自动驾驶车辆是否将会偏离车道,从而实现车道偏离预警功能。(4)本文最后将自更新地图传感定位系统、基于双目视觉的临撞预警系统及基于机器视觉的车道偏离预警系统融合在一起,设计并实现了基于机器视觉的自动驾驶安全预警系统。最终系统实现的测试结果表明,本文所设计的安全预警系统能有效对路标进行视觉定位,对行人和车辆进行精准的检测,对车道偏离给出适时的预警。整体而言,本文设计的基于机器视觉的自动驾驶预警系统鲁棒性好,精确度较高,能够满足自动驾驶车辆安全预警的要求。

关键词：安全预警系统视觉定位障碍物检测车道线检测

骏捷FRV插电式混合动力轿车系统集成及设计研究

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骏捷FRV插电式混合动力轿车系统集成及设计研究

作者：单红艳吉林大学

学位级别：硕士

本文针对华晨汽车集团A平台插电式混合动力轿车开发项目,进行相关的研究。根据车型目标,确定了各关键零部件的方案及关键参数,确定了整车控制系统的电气架构及CAN网络通讯,明确了整车控制系统的开发流程。首先,对插电式混合动力车的定... 详细信息

本文针对华晨汽车集团A平台插电式混合动力轿车开发项目,进行相关的研究。根据车型目标,确定了各关键零部件的方案及关键参数,确定了整车控制系统的电气架构及CAN网络通讯,明确了整车控制系统的开发流程。首先,对插电式混合动力车的定义及优势,混合动力车的分类及优缺点进行了综述。根据相关的边界条件(基础车型及性能指标),使用理论计算结合仿真分析的方法确定整车动力系统各关键零部件的解决方案及主参数。在此基础上,对整车进行了总布置设计分析,确定了冷却系统方案。随后,对底盘各系统(转向系统、制动系统、前后桥及弹簧刚度)进行了校核分析,确定了各系统的更改方案。最后,对整车控制系统进行了研究分析,主要包括控制策略控制算法的确定,整车控制系统架构及CAN通讯的方案设计,整车控制开发流程的阐述。本文为A平台插电式混合动力车预研项目的后续工作提供输入。同时整个可行性分析的过程也可以作为华晨汽车工程研究院的经验积累,有助于其他新能源汽车的设计和开发研究。

关键词：插电式混合动力汽车动力参数匹配整车控制系统

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增程式电动客车动力系统选型与优化设计研究

增程式电动客车动力系统选型与优化设计研究

作者：郭丁伊吉林大学

学位级别：硕士

随着科技的进步和社会的发展，汽车已经成为人们必不可少的交通工具，伴随汽车数量的急剧增加，能源危机和环境污染等问题受到高度关注，因此新能源汽车已经成为汽车产业的发展方向。但是现阶段，电池技术没有取得突破性进展，电池在比... 详细信息

随着科技的进步和社会的发展，汽车已经成为人们必不可少的交通工具，伴随汽车数量的急剧增加，能源危机和环境污染等问题受到高度关注，因此新能源汽车已经成为汽车产业的发展方向。但是现阶段，电池技术没有取得突破性进展，电池在比能量、安全性以及成本等方面的问题使得纯电动汽车的推广速度缓慢。增程式电动汽车作为新能源汽车发展中的重要阶段，在某种程度上克服了纯电动汽车成本过高的缺点，增加了公众对新能源汽车的接受度。本文结合增程式电动客车的结构特点，对其关键部件进行了选型和参数匹配，并且对控制策略进行了简单分析，建立了成本模型，得出优化的增程式电动客车的纯电续驶里程设计参数，主要内容如下：首先对国内外的电动汽车研究现状进行分析，得出增程式电动汽车是汽车发展的一个重要阶段的结论。分析了增程式电动客车的系统结构和工作模式，结合客车的使用和传统混合动力汽车的结构特点，对比分析了增程式客车的技术特点和产品发展的可行性。其次对增程式电动客车的使用特点和使用需求进行了调研，据此提出其设计指标。在此基础上，分析了驱动电机、动力电池、发动机及发电机等关键部件的工作特点和技术要求，并且根据整车设计参数和性能指标，提出了具体的选型和参数匹配方案。第三对现有增程式汽车的控制策略进行了分析，结合运行工况，对增程式电动客车的控制系统进行了结构划分，对增程式客车的动力源进行了分析，对传统恒温器控制策略进行了优化设计，应用于本文所设计的增程式电动客车上。最后应用CRUISE软件和simulink搭建联合仿真平台，对设计的客车的动力性和经济性进行验证。提出了增程式客车生命周期内的成本模型，基于不同放电倍率对整车成本关键性因素电池成本进行计算，得出所设计的增程式客车最佳的纯电行驶里程参数，并且分析了政府补贴和油价上涨等因素对增程式客车的发展的影响。本文在对增程式客车动力系统进行参数设计过程中，重点考虑了不同放电倍率对电池寿命和成本的影响，建立了全生命周期内的客车成本模型，同时将优化的恒温器控制策略应用于整车系统仿真平台，通过对比分析，得出所设计的增程式客车最佳的纯电行驶里程参数，以及政府补贴和油价上涨等因素对增程式客车的发展的影响，为企业进行增程式客车的工程化研究与产品设计开发提供了参考。

关键词：增程式客车动力系统匹配控制策略成本模型优化设计

增程式电动车故障诊断系统研究与控制算法开发

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增程式电动车故障诊断系统研究与控制算法开发

作者：胡勇吉林大学

学位级别：硕士

面对高速增长的汽车工业和汽车保有量与能源紧缺、环境污染和全球气候变暖的矛盾愈演愈烈，世界各国对新型能源汽车的发展重视程度不断提高，发展节能与新能源汽车也已成为我国汽车工业的战略方向和国家的重要战略举措。“十五期间”，... 详细信息

面对高速增长的汽车工业和汽车保有量与能源紧缺、环境污染和全球气候变暖的矛盾愈演愈烈，世界各国对新型能源汽车的发展重视程度不断提高，发展节能与新能源汽车也已成为我国汽车工业的战略方向和国家的重要战略举措。“十五期间”，国家制定了电动汽车“863计划”;“十二五”期间，我国又制订了“汽车动力电气化”的技术转型战略。增程式电动车作为传统汽车向纯电动汽车转型过程中的一种过渡技术，综合了混合动力汽车与纯电动车的优点，同时弥补了另外两种车型目前的缺陷。因此增程式电动车被普遍认为是一种最具有产业化前景的新能源汽车技术，世界各国都开始普遍重视增程式电动汽车技术的研发和产业化。增程式电动车依靠增程器（发动机+发电机）和动力电池组作为能量来源，以电机纯电模式驱动汽车行驶，解决了纯电动车续驶里程问题，混合动力汽车相比，又能提高了发动机和电池的使用性能，达到节能减排的作用。增程式电动车作为最具产业前景的一种新能源汽车技术，许多国家政府、企业和零部件厂商都投入巨资进行研究。本课题组承担某企业“A0级增程式电动车整车控制器的开发”项目，对增程式电动车整车控制策略进行了深入的研究与开发。本文以增程式电动车为研究对象，对其动力系统各元件以及整车控制器的故障诊断与容错算法的开发进行了研究。第一章分析了国内外增程式电动车的研究现状，介绍了增程式电动车的定义及其动力系统结构，分析了汽车故障诊断技术的主要方法及研究。第二章在研究增程式电动车动力系统总成工作原理与系统结构的基础上，对各元件可能出现的故障类型及诊断方法进行了研究，并对其进行了故障机理分析和处理方法的研究，搭建了动力系统各元件典型故障的框架。第三章研究了整车通讯网络CAN总线的通讯原理及其主要的故障类型，开发出基于CAN分布式控制系统的故障诊断与容错系统，分析了故障信息的确定与处理，并制订了CAN总线及动力系统部分典型故障的容错策略。第四章针对增程式电动车动力系统及CAN总线等典型故障的诊断及容错策略进行了算法的开发。分析了增程式电动车整车控制器的功能定义与工作模式，利用Simulink对故障诊断系统与容错策略进行了控制算法的开发，建立整车控制器中故障诊断与容错模块。第五章是故障诊断与容错算法的虚拟测试与台架试验的验证。基于dSPACE建立故障及容错策略的虚拟仿真测试平台，对动力系统及CAN总线主要故障进行了虚拟仿真，验证了故障诊断及容错系统的功能性。同时利用快速控制成型技术对电机转矩修正进行了试验验证，最后在台架试验中对动力电池系统进行故障预警的试验，验证了本文所提出的故障诊断策略与容错算法的可行性。

关键词：增程式电动车 CAN总线故障诊断容错算法 dSPACE

某中型载货汽车转向系统的分析研究与改进设计

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某中型载货汽车转向系统的分析研究与改进设计

作者：姜涛吉林大学

学位级别：硕士

虚拟样机作为一项新技术,在各个领域显示出了巨大的技术优势。该文中应用了机械系统动力学自动分析软件(ADAMS),以某型号汽车双前桥系统及转向系统为研究对象,建立包括车身、转向盘、循环球式转向器、双前桥、双摇臂、悬架、主销、转向... 详细信息

虚拟样机作为一项新技术,在各个领域显示出了巨大的技术优势。该文中应用了机械系统动力学自动分析软件(ADAMS),以某型号汽车双前桥系统及转向系统为研究对象,建立包括车身、转向盘、循环球式转向器、双前桥、双摇臂、悬架、主销、转向轮等在内的双前桥系统多体模型,对现有双前桥汽车转向系统设计进行优化设计。依据建立的虚拟模型和仿真结果,对转向系统进行相关的运动学分析、干涉校核分析和动力学分析,并运用ADAMS软件对双摇臂机构进行了优化设计。通过改变悬架及转向系统的有关几何参数,进行运动学及动力学仿真计算,得到有关性能参数与车轮定位参数的结果曲线,从而为汽车的设计和制造提供理论依据。双前桥转向载货汽车在如今社会中发挥的作用越来越显著,双前桥转向载货汽车需求不断增加,但是关于双前桥转向载货汽车技术研究很少,相关的理论不够深入。为此,本课题主要进行研究双前桥转向车辆的转向系统。本文对双前桥转向的转向理论、转向系统结构模型及优化、转向系统的动力学分析进行了研究。本文对多轴桥转向理论国内、外的研究现状进行阐述;并且重点指出了多桥转向中还未解决的难题。然后介绍了双前桥转向载货汽车的转向结构和转向理论:其中重点对双前桥汽车在转向过程中的理想运动学特征进行了阐明,推导出了转向轮和转角两者之间的相互关系。同时建立双前桥转向系统整体数学模型以及双前桥转向系统优化模型。将双前桥转向系分成转向梯形、垂臂—节臂一直拉杆、双摆杆机构这三部分,为便了对该系统的分析与建模,由局部到整体建立起了完整的数学模型,对双前桥转向汽车的转向过程进行深入地剖析,对双前桥转向汽车在转向过程中理想化的内、外轮转角和实际操作过程中的差异进行了分析,并结合约束条件对目标函数进行了原始优化,引申出一种实用、简单的可行性方案。之后将汽车模型理论应用在双前桥转向汽车上,分析了双前桥转向汽车的运动。该论文中主要是以牛顿力学原理做为基础,结合各种参量间几何、动力学的关系,以绕车辆坐标系z轴的转矩和汽车转向过程中Y轴方向受力平衡为切入点,进而推导出了双前桥转向载货汽车的运动学的微分方程组;并对运动学的微分方程组进行了适当推广,得出了适用于现在多轴转向车辆的微分运动学方程组。本文最后对双前桥转向车辆横摆角速度的表达式,同时考虑以横摆角增益为对象考察双前桥转向的稳态转向特性,基于运动学微分方程组进行了推导。杆系合理匹配对多轴转向汽车来说的是十分重要的,不仅同一轴两车轮转角之间应互相匹配,而且不同的转向轴同侧车轮之间的转角也应很好的匹配。这一点是多轴转向汽车与单轴转向汽车的根本区别。本文以双桥转向汽车为例,分析了多轴转向汽车数学模型的建立方法,并对两转向轴之间的摇臂机构进行运动分析,然后进行优化设计、仿真模拟,仿真结果验证了该方法的正确性。

关键词：双前桥转向系统参数化优化仿真