发动机热管理试验与分析

介绍了发动机热管理试验台架,基于这一台架进行稳态工况试验,得到冷却液放热量和发动机各个系统的摩擦功。建立了发动机热管理系统模型,从冷却系统、润滑系统、发动机本体系统,以及各系统的集成等方面对模型进行了分析。基于发动机热管理试验台架和热管理系统模型,对整车新标欧洲循环测试工况进行了模拟分析。     

纯电动汽车热管理系统动态仿真及控制策略优化研究

基于dymola仿真软件建立了电动车整车热管理仿真模型,在Simulink上搭建了针对热管理系统的控制算法。使用FMI将Simulink控制模型和Dymola系统模型联立调节,并在NEDC工况下对模型仿真结果进行了分析比较,调整了控制策略中的参数阈值,得到了优化后的控制策略,从而更好地平衡电动车热管理系统耗能和电动车形式里程的关系。在仿真测试中,优化后的控制策略能够使电动汽车驾驶里程增加15%以上。     

基于模糊比例积分控制的商用车驻车空调控制器设计

驻车空调控制系统是一个非线性、强耦合复杂控制系统,传统驻车空调控制系统存在调节时间长、控制精度低、能耗高等问题,难以满足不同环境下的控制需求。基于模糊比例积分控制,设计了商用车驻车空调控制器。通过AMEsim软件建模分析,针对驻车空调的主要可控部件蒸发风机、冷凝风机、压缩机设计了各自独立的模糊比例积分控制器。采用AMEsim软件和MATLAB软件Simulink模块联合仿真,搭建驻车空调控制系统模型,并对传统比例积分控制和模糊比例积分控制进行对比。仿真结果表明,模糊比例积分控制相较于传统比例积分控制,在温度控制方面具有更高的控制精度和动态性能,调节时间明显缩短,无超调,同时还具有更高的能效比。     

发动机智能冷却系统控制算法研究

发动机冷却系统包含多个子系统,很难建立准确的数学模型,且具有大时滞性,因此很难实现水温的快速准确控制。本文以前人设计的发动机热管理模块为基础,进行智能冷却系统稳态工况下的控制算法研究;搭建了智能冷却系统的GT-COOL模型及Simulink控制策略模型,建立了两模型的联合仿真平台;设计了水温的模糊控制器与改进的PID控制器,并在联合仿真平台上完成两控制器仿真试验研究,最终实现了稳态工况下水温的快速准确控制。     

基于AMEsim混合动力总成热管理系统仿真研究

针对混合动力总成热管理系统多热源、多温区和变温度的特点,基于AMEsim平台对混合动力总成热管理系统在4个US06工况不同功率分配下进行仿真分析,结果发现发动机出口水温最高接近100℃,电机的出口水温最高不到50℃,均偏离了最佳工作温度,经分析,发现系统架构过于独立,水泵和风扇控制策略为ON/OFF控制策略。在此基础上,对热管理系统架构进行了优化,增加了预热模块,并将水泵和风扇控制策略改为简单有效的PID控制,优化后发动机出口温度基本在85℃～95℃之间,电机出口温度基本在55℃～70℃之间,结果表明:优化后的热管理系统满足了动力部件工作在最佳温度范围的要求。     

电动汽车电子差速控制策略研究

轮毂电机具有响应快速、能量利用率高等特点,但轮毂电机驱动的电动汽车由于取消了发动机、变速器、差速器等机构,因而可靠性需要得到保证.针对分布式驱动汽车进行电子差速策略的研究,建立二自由度汽车动力学模型,并在Carsim软件中输入电动汽车的相关参数进行建模;其次,建立了永磁无刷直流电机的电磁转矩方程和电压方程,在电流调节器的选择上采用PID控制器.在对无刷直流电机模型的验证过程中,给定阶跃和正弦波两种测试电压信号,观察所搭建模型的响应特性;再者,搭建了基于阿克曼转向原理建立的电子差速控制和基于直接横摆力矩控制的两种控制器,对建立的两种控制器在低、中、高速并在正弦波输入的工况下进行仿真测试.分析结果表明,在低速时下两种控制器均有较好的控制效果,而高速时采用直接横摆力矩控制的控制器效果更好.     

四轮独立驱动电动汽车行驶稳定性分析与联合滑模变结构主动控制

针对四轮毂电机独立驱动汽车各轮力矩解耦可控的特点,分析车辆转向受力对四轮独立驱动电动汽车行驶稳定性的影响,提出四轮独立驱动电动汽车转向稳定性控制策略,为四轮独立驱动电动汽车四轮转矩协调控制,提升整车行驶稳定性提供了思路.基于模型跟踪控制的思想,采用分层控制思想设计控制器,控制器包含参考模型、顶层控制器、底层控制分配器.采用带质心侧偏角约束的2自由度车辆模型作为参考模型,设计出一种新的非线性联合滑模变结构主动控制的顶层控制器,该方法可以在一定程度上实现车辆横摆角速度和质心侧偏角的解耦控制,避免了横摆角速度和质心侧偏角的较大变化,从而保证汽车稳定性.在底层控制分配器中,采用基于轮胎稳定裕度最大化的最优分配方法.在Carsim软件中,搭建四轮轮毂电机独立驱动电动汽车模型,在Simulink软件中搭建控制策略模型.针对双移线工况,Carsim/Simulink联合仿真的结果表明,滑模变结构控制器具有较好的收敛性,控制分配模块可以实现四轮力矩的优化分配,能够提升车辆在极限工况下的稳定性.研究将为轮毂电机驱动车辆分布式协调控制提供理论支撑.     

基于Flowmaster牵引电机冷却系统建模分析

电机温度升高会对牵引电机性能的稳定产出生不利影响,为使牵引电机在温升限度内安全运行,保证牵引电机具有良好的散热条件,一般都为电机设计独立的冷却系统。基于牵引电机冷却系统性能和结构特点,建立牵引电机冷却系统计算模型,对冷却系统管网进行解算,分析散热器迎风面积、通风流量、空气温度等对牵引电机温升的影响,为冷却系统各部件的选型提供理论参考。搭建牵引电机温升试验平台,获得电机内温度随负载和冷却液流量变化的关系。通过试验对仿真结果进行了可靠性验证,可以看出,数值模拟是研究牵引电机冷却系统流动与传热问题的重要手段,对冷却系统的设计具有重要指导意义。     

永磁同步电机水冷系统散热参数分析与热仿真

以冷却水套结构的永磁同步电机为研究对象,建立了电机热平衡状态下的三维热分析模型,再利用Ansys软件的网格划分功能对模型进行六面体网格划分。针对电机系统内部热交换情况,运用传热学相关理论,分析和确定了电机水冷系统各部分的散热系数,合理设置了热边界条件。通过有限元分析,获得了电机整机及关键部件的温度场分布。为螺旋水槽机壳外冷却系统电机的热分析和水冷系统的结构优化提供依据,对提高电机水冷却系统散热效率具有一定的指导意义。     

基于无位置传感器的永磁同步电机硬件在环仿真研究

针对DSP控制器对未安装位置传感器的永磁同步电机的控制效果问题、三相逆变器的功率管发生故障时电机的运行状况变化问题,对永磁同步电机的数学模型、电机的速度和位置估算方法(即模型参考自适应方法 MRAS)进行研究。在没有实体永磁同步电机和逆变器的情况下,提出搭建硬件在环半实物仿真平台的方法。借助MATLAB/Simulink以及实时仿真软件RT-LAB搭建永磁同步电机数学模型、逆变器模型和硬件接口模型,此模型作为硬件在环系统的被控对象;电机控制器是TMS320F28027系列DSP,在控制器上运行MRAS速度位置估算算法和FOC磁场定向控制算法;在硬件在环仿真平台上完成无传感器控制算法验证、模拟逆变器发生不同类型故障时电机的工作状况。研究结果表明:硬件在环半实物仿真平台能够用于无位置传感器控制技术的控制功能验证、模拟逆变器故障状态,为优化控制器算法奠定基础。