Delist.ru

Выбор параметров комбинированной энергетической установки автомобиля с применением математического моделирования (26.11.2009)

Автор: Голубчик Тимофей Владимирович

Разработана математическая модель позволяющая определить зависимости технико-экономических и других показателей КЭУ.

Получены зависимости, позволяющие рассчитать параметры КЭУ при различных сочетаниях ее энергетических компонентов.

На защиту выносится:

Математическая модель комбинированной энергетической установки транспортного средства, включающая накопитель энергии (НЭ).

Алгоритм и методика расчета параметров КЭУ, позволяющие выполнить оптимизацию параметров компонентов КЭУ.

Математическая модель КЭУ транспортного средства с использованием программного обеспечения базирующегося на Matlab/Simulink.

Достоверность результатов обеспечена обоснованностью исходных предположений, строгостью выполнения расчетов и преобразований, адекватностью теоретических предположений экспериментальным данным и результатами моделирования.

Практическая значимость и реализация работы

Диссертация выполнена в рамках тематической программы Министерства образования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы".

Определены технические параметры энергетической системы и выбраны компоненты для построения комбинированной энергетической установки транспортного средства.

Предложен алгоритм математического расчета КЭУ транспортного средства и математическое моделирование компонентов КЭУ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались:

- на научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ) в 2006-2008г.г.;

- на международном симпозиуме «Электроника и электрооборудование транспорта. Проблемы и пути решения», г.Суздаль июнь 2008г.;

- на расширенном заседании кафедры «Электротехника и электрооборудование» МАДИ (ГТУ) 2009г.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в пяти статьях общим объемом 2,7 печатных листа, в том числе одна входящая в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Работа выполнена на 177 страницах машинописного текста, содержит 30 таблицу и 68 рисунков. Список литературы включает 100 наименований отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, формулируется цель исследования, поставлены задачи, приведена общая характеристика

работы.

В первой главе приведен анализ и классификация современных конструкций транспортных средств с комбинированной энергетической установкой. Наиболее глубокими исследованиями, посвященными данной проблеме, занимались, и занимается ряд российских и зарубежных ученых:

С.В. Бахмутов, А. А. Ипатов, Б.И. Петленко, Л.Ю. Лежнев, В.В. Селифонов, Е.И. Сурин, В.М. Фомин, Б.Я.Черняк, СЮ. Шугуров, А.А. Эйдинов, В.Е. Ютт, M.Berg, P.Chudi, S.Friedmann, R.Krishnamachari, M.Lehna, A.Malmquist, W.Peukert, J.Maxwell и др.

Для объективной оценки технико-экономических показателей автомобилей с комбинированной энергетической установкой приведены данные, полученные Idaho National Laboratory. Испытания проводились в условиях опытной эксплуатации, а также в цикле SAE J1634. Подробно эти циклы описаны в разделе 1.5 диссертационной работы.

Цикл SAE J1634 предусматривает испытания с включенным кондиционером и без его использования. В результате испытаний по циклу SAE J1634 можно определить удельный расход топлива, пробег, расход электрической энергии.

На рис. 1-3 представлены некоторые параметры, полученные при испытаниях. Кроме того, исследовались параметры аккумуляторных батарей (АБ) в режимах пульсирующих нагрузок при работе в составе комбинированной энергетической установки и в статических испытаниях АБ.

Рис.1. Суммарный пробег автомобилей с КЭУ за период испытаний

Рис. 2. Удельные расходы топлива в цикле SAE J1634

Рис. З. Удельные расходы топлива в опытной эксплуатации, в циклах

ЕРА и SAE J1634

Анализ последних конструкций автомобилей с комбинированными энергетическими установками приводит к следующим выводам:

- наиболее активными и динамичными фирмами, которые

добились существенных достижений в создании применяемых на практике

конструкций, являются Toyota и Honda;

- обе фирмы применяют в трансмиссии непрерывно изменяющееся

передаточное отношение от двигателя к колесам. Однако конструктивная реализация этих решений различна. Toyota использует в трансмиссии планетарный редуктор, Honda - трансмиссию с варьируемым передаточным отношением.

Honda в 2001-2006 гг. создала и предложила в коммерческую

продажу четыре модели автомобилей с комбинированными энергетическими установками.

Фирма Toyota в 2002-2007 гг. также предложила ряд

конструкций автомобилей: 2002 г. - Toyota Prius; 2004 г. - Toyota Prius I и II 2006 г. - Toyota Lexus RX 400h; Toyota Highlander и 2007 г.- Toyota Camry. Bсe указанные автомобили также прошли испытания в цикле SAE J1634.

Проведен анализ конструкции автомобилей с комбинированной энергетической установкой на примере Toyota Prius, Honda IMA и автомобиля с стартер генераторной установкой (СГУ). Рассмотрены параметры стандартизированных циклов движения. Эти циклы представляются в виде графиков скорость - время, причем ось времени разбита на отдельные шаги, выраженные в секундах.

загрузка...