壓縮空氣/電混合動力汽車的建模與仿真

【摘要】：由于環(huán)境污染和能源短缺,制造商和工程師們把目光轉(zhuǎn)向了新能源汽車。壓縮空氣/電混合動力汽車(HybridElectricVehicleofCompressed-airandElectric)就是新能源汽車中的一種,它是由氣動馬達和電動機共同來驅(qū)動的汽車。因為壓縮空氣/電混合動力汽車的零排放、零污染和不消耗石油等礦物質(zhì)燃料,所以壓縮空氣/電混合動力汽車是很有前途的一種新能源汽車,為了開發(fā)壓縮空氣/電混合動力汽車,對其動力性能的預估就變得尤為重要。 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)狀,本論文采用理論研究、計算機仿真分析與試驗相結(jié)合的研究手段。通過對葉片式氣動馬達的工作原理進行分析,建立了其靜態(tài)特性模型,然后參照了本田insight的仿真模型建立了壓縮空氣/電混合動力汽車的整車仿真模型,最后采用試驗驗證了葉片式氣動馬達模型的準確性。 本論文所作的工作有:1)闡述壓縮空氣/電混合動力汽車的結(jié)構(gòu)設計,并對其進行可行性分析;2)運用相關(guān)的流體力學和數(shù)學知識對葉片式氣動馬達靜態(tài)特性研究,并建立其數(shù)學模型。主要包括力矩—轉(zhuǎn)速特性模型、流量—轉(zhuǎn)速特性模型和效率模型;3)在本田insight的基礎上對其控制策略模塊、車輛控制模塊進行修改,充分考慮了城市交通車輛運行的特點;4)將建好的模型嵌入ADVISOR軟件中進行仿真,對仿真結(jié)果進行分析,證實了所設計控制策略的可行性。同時通過相關(guān)試驗驗證氣動馬達模型的準確性。 本文所得結(jié)論可以為進一步研究壓縮空氣/電混合動力汽車提供參考。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 壓縮空氣/電混合動力汽車 氣動馬達 建模 仿真
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 引言11-20
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 壓縮空氣動力汽車的國內(nèi)外研究進展12-17
• 1.2.1 法國（印度）在壓縮空氣動力汽車領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 美國在壓縮空氣動力汽車領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 英國在壓縮空氣動力汽車領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀15
• 1.2.4 韓國在壓縮空氣動力汽車領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.5 澳大利亞在壓縮空氣動力汽車領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀16
• 1.2.6 中國在壓縮空氣動力汽車領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 壓縮空氣/電混合動力汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 壓縮空氣20-24
• 2.1 壓縮空氣/電混合動力汽車的可行性分析20-22
• 2.1.1 直流電動機的特性20-21
• 2.1.2 氣動馬達的特性21
• 2.1.3 壓縮空氣動力汽車的特點21
• 2.1.4 壓縮空氣/電混合動力汽車的可行性21-22
• 2.2 壓縮空氣/電混合動力汽車的結(jié)構(gòu)模型與控制思想22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 葉片式氣動馬達的建模24-47
• 3.1 葉片式氣動馬達的工作原理25-26
• 3.2 葉片式氣動馬達的轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性26-32
• 3.2.1 氣動馬達的驅(qū)動力矩26-29
• 3.2.2 氣動馬達的阻力矩29-32
• 3.2.3 氣動馬達的輸出力矩32
• 3.3 葉片式氣動馬達的流量-轉(zhuǎn)速特性32-39
• 3.3.1 氣動馬達的理論流量推導32-34
• 3.3.2 氣動馬達的徑向泄漏量34-37
• 3.3.3 氣動馬達軸向間隙泄漏量37-39
• 3.3.4 氣動馬達實際流量的計算39
• 3.4 葉片式氣動馬達的效率研究39-41
• 3.4.1 氣動馬達的輸入功率39-40
• 3.4.2 氣動馬達的輸出功率40-41
• 3.4.3 氣動馬達的效率41
• 3.5 葉片式氣動馬達的 Simulink 建模41-46
• 3.5.1 力矩—轉(zhuǎn)速模型42-44
• 3.5.2 流量—轉(zhuǎn)速模型44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 電動汽車仿真軟件47-52
• 4.1 電動汽車仿真軟件的分析47
• 4.2 電動汽車仿真軟件 ADVISOR 的分析與應用47-51
• 4.2.1 前言47
• 4.2.2 ADVISOR 的系統(tǒng)功能47-49
• 4.2.3 ADVISOR 的混合仿真方法49-50
• 4.2.4 分析 ADVISOR 的工作原理50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 壓縮空氣/電混合動力汽車的建模與仿真52-62
• 5.1 壓縮空氣/電混合動力汽車控制策略的模型52-57
• 5.1.1 Insight 控制策略模型分析52-54
• 5.1.2 設計控制函數(shù)54-55
• 5.1.3 設計壓縮空氣/電混合動力汽車控制策略的模型55-57
• 5.2 壓縮空氣/電混合動力汽車的氣動馬達控制模型57-58
• 5.2.1 氣動馬達控制模塊的模型57-58
• 5.3 壓縮空氣/電混合動力汽車的仿真參數(shù)58-59
• 5.3.1 車輛模塊的仿真參數(shù)58
• 5.3.2 氣動馬達模塊的仿真參數(shù)58-59
• 5.3.3 電機模塊的仿真參數(shù)59
• 5.3.4 變速器模塊的仿真參數(shù)59
• 5.4 仿真結(jié)果及分析59-61
• 5.4.1 汽車工作過程的仿真59-60
• 5.4.2 仿真結(jié)果分析60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第六章 試驗驗證62-66
• 6.1 試驗條件62-63
• 6.2 道路試驗過程與試驗結(jié)果63
• 6.3 轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性的試驗驗證63-65
• 6.4 流量—轉(zhuǎn)速特性的試驗驗證65
• 6.5 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)與展望66-67
• 總結(jié)66
• 展望66-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-72
• 附錄 A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文72

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