基于城市道路汽車行駛工況的能量利用評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、隨著人民生活水平的不斷提高，我國(guó)汽車保有量正以前所未有的速度增長(zhǎng)，導(dǎo)致交通能源消耗增加和環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)重，建設(shè)節(jié)能環(huán)保、低碳、可持續(xù)發(fā)展的城市交通系統(tǒng)成為越來越迫切的需要。
　　汽車行駛工況對(duì)汽車燃油消耗量有直接影響，通過降低油耗，可以有效地控制城市汽車排放污染物，減少對(duì)大氣的污染。由于我國(guó)城市汽車運(yùn)行的交通狀況、道路建設(shè)的規(guī)模和質(zhì)量等方面與歐洲有明顯差異，排放及油耗標(biāo)準(zhǔn)完全照搬歐洲ECE工況不符合我國(guó)的實(shí)際情況。因此，研究

2、適合我國(guó)城市道路交通特性的行駛工況具有實(shí)際意義。另外，汽車在不同行駛工況下制動(dòng)時(shí)，大量的能量沒有被充分利用，導(dǎo)致汽車能量效率較低。如何將消耗的能量合理利用，提升能量利用率，也是解決能源利用問題的基本途徑之一。鑒與此，以哈爾濱城市道路為研究對(duì)象，針對(duì)哈爾濱市的氣候特點(diǎn)構(gòu)建不同季節(jié)不同道路類型的行駛工況，并對(duì)各類行駛工況的能量利用進(jìn)行評(píng)價(jià)，試圖從行駛工況能量利用的視角尋求降低城市交通能耗的途徑，實(shí)現(xiàn)城市交通的可持續(xù)發(fā)展。
　　論文對(duì)汽

3、車行駛和制動(dòng)過程進(jìn)行了分析，提出了滑行工況、能耗、能態(tài)和能量利用率的概念，根據(jù)能量平衡原理建立了能量利用率評(píng)價(jià)模型。應(yīng)用臺(tái)架試驗(yàn)獲取ECE工況不同制動(dòng)初速度的滑行時(shí)間和滑行距離，通過對(duì)ECE工況的能量利用狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，制動(dòng)行程能量利用率不到30％。建立ECE滑行工況循環(huán)數(shù)據(jù)表，利用ECE工況曲線和ECE滑行工況曲線進(jìn)行了燃油經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)，對(duì)百公里油耗和平均速度兩個(gè)指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，ECE滑行工況比ECE工況節(jié)能，平均速度

4、提高了12％，百公里油耗降低了25％。
　　應(yīng)用車載實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，二次開發(fā)編寫程序，搭建了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從試驗(yàn)方法、試驗(yàn)路段、試驗(yàn)時(shí)段、試驗(yàn)車輛和駕駛要求等方面詳細(xì)編制了汽車行駛工況試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集方案。按夏季和冬季兩個(gè)季節(jié)在選取的試驗(yàn)路線上采集行駛工況的有效數(shù)據(jù)20萬條，應(yīng)用MATLAB編制程序，將道路試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)分割成1223個(gè)短行程，計(jì)算出單個(gè)短行程和總體數(shù)據(jù)的特征值結(jié)果。采用主成分分析和聚類分析方法，通過不同分類的短行程數(shù)目比

5、例、運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行模式的時(shí)間比例比較，將夏季和冬季的短行程總體樣本劃分為四類進(jìn)行哈爾濱城市道路行駛工況的研究。分析了不同季節(jié)哈爾濱城市道路的工況特點(diǎn)，汽車在道路上行駛的平均速度有較大差異，夏季為26.1km/h，冬季為19.52km/h。
　　論文針對(duì)不同季節(jié)汽車行駛的道路條件不同，確定了構(gòu)建夏季和冬季各類行駛工況的特征值選取方案。從各類短行程數(shù)據(jù)庫(kù)中選取滿足條件的片段，構(gòu)建不同季節(jié)哈爾濱城市快速路、主干路、次干路、支路及綜合行駛

6、工況，并對(duì)其進(jìn)行了誤差分析。繪制了各類行駛工況速度-力口速度聯(lián)合三維分布圖，結(jié)果表明分布趨勢(shì)相近。此外，還將哈爾濱城市道路綜合行駛工況與國(guó)內(nèi)外行駛工況進(jìn)行了比較。
　　應(yīng)用小波去噪方法將構(gòu)建的不同季節(jié)各類道路瞬態(tài)工況規(guī)范處理成模態(tài)工況。建立了各類模態(tài)工況的減速工況表，確定了計(jì)算能量利用率的滑行速度區(qū)間。通過臺(tái)架試驗(yàn)獲得各類模態(tài)工況不同制動(dòng)初速度的滑行時(shí)間和滑行距離，對(duì)不同季節(jié)不同道路類型模態(tài)工況的能量利用率進(jìn)行了計(jì)算并評(píng)價(jià)。結(jié)果表