增程式電動(dòng)摩托車動(dòng)力匹配與控制策略研究.pdf

1、摩托車誕生至今130年，已發(fā)展成為最重要的交通工具之一，特別是在發(fā)展中國家的農(nóng)村地區(qū)，經(jīng)濟(jì)適用的摩托車深受人們喜愛。燃油摩托車一直占據(jù)著摩托車的主導(dǎo)地位，但在環(huán)境保護(hù)日益嚴(yán)格、能源緊缺和經(jīng)濟(jì)放緩的多重沖擊下，傳統(tǒng)摩托車行業(yè)處境困難，使用清潔能源代替不可再生的燃油是摩托車發(fā)展的必然趨勢，電動(dòng)摩托車成為摩托車行業(yè)擺脫困境的出路之一。目前純電動(dòng)摩托車使用性能與燃油摩托車相比還有一定差距，電池使用壽命短，使用成本高，續(xù)駛里程短;而混合電動(dòng)摩托車

2、與燃料電池摩托車動(dòng)輒上萬的昂貴價(jià)格不適合中國廣大的農(nóng)村和小城鎮(zhèn)摩托車市場。
　　增程式電動(dòng)摩托車在純電動(dòng)摩托車的基礎(chǔ)上加裝增程器，在電池動(dòng)力不足時(shí)開啟，大大增加電動(dòng)摩托車?yán)m(xù)駛里程。由于增程器與車輪無直接機(jī)械連接，其工作狀態(tài)與摩托車工況相對獨(dú)立，通過合理的控制策略可以使增程器工作在燃油經(jīng)濟(jì)性較好和排放較低的區(qū)域。目前的增程式電動(dòng)摩托車和自行車產(chǎn)品大多沒有制定增程器的控制策略，工作效率有待提高，或者通過簡單的恒定功率控制策略來提升效率

3、，但沒有考慮到增程器輸出功率對電池的影響，電池工作狀態(tài)得不到保護(hù)。
　　為充分利用增程式電動(dòng)摩托車結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放水平，同時(shí)保護(hù)電池工作狀態(tài)，延長使用壽命，本文對增程式電動(dòng)摩托車動(dòng)力匹配和相關(guān)控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并仿真驗(yàn)證了動(dòng)力匹配的正確性與控制策略的合理性。具體研究工作如下:
　　(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)簡化的原則，對動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件進(jìn)行選型，在選型的基礎(chǔ)上分析動(dòng)力系統(tǒng)工作原理，并根據(jù)增程器工作狀態(tài)確立動(dòng)力系統(tǒng)工

4、作模式和能量流動(dòng)狀況;根據(jù)選定的車架參數(shù)和設(shè)計(jì)的整車性能指標(biāo)，以電動(dòng)摩托車動(dòng)力學(xué)方程為理論依據(jù)，匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電池關(guān)鍵參數(shù);根據(jù)高效率的首要原則，選擇增程器發(fā)動(dòng)機(jī)并匹配ISG電機(jī)性能參數(shù)，為控制策略的研究奠定基礎(chǔ)。
　　(2)選擇電池狀態(tài)參數(shù)，以電池SOC和限定電流下的電池最大放電功率為判定條件，制定增程器開關(guān)機(jī)和起?？刂撇呗?選擇發(fā)動(dòng)機(jī)低油耗工作點(diǎn)，根據(jù)摩托車行駛狀態(tài)，制定增程模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)三工作點(diǎn)控制策略和助力模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)雙

5、工作點(diǎn)控制策略，并建立Matlab/Simulink模型;為提高能量利用率，根據(jù)制動(dòng)加速度的大小設(shè)計(jì)再生制動(dòng)控制策略。
　　(3)建立增程式電動(dòng)摩托車AVL CRUISE整車模型，與Matlab/Simulink聯(lián)合仿真，分別進(jìn)行增程式電動(dòng)摩托車動(dòng)力性能仿真、控制策略效果仿真、經(jīng)濟(jì)性仿真，驗(yàn)證動(dòng)力匹配結(jié)果與控制策略的合理性;進(jìn)行不同動(dòng)力類型摩托車對比分析和經(jīng)濟(jì)性仿真，驗(yàn)證增程式電動(dòng)摩托車相比燃油摩托車和混合電動(dòng)摩托車在經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)