Delist.ru

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

Автор: Голубчик Тимофей Владимирович

- рассчитывается при отключенном электродвигателе, выбег, торможение и стоянка. Генератор при этом заряжает НЭ. Напряжение НЭ нарастает, напряжение на генераторе тоже нарастает, отслеживая Uhэ;

- в заключении, рассчитывается расход топлива и количество

вредных выбросов ДВС.

В главе также изложен материал по моделированию режимов движения транспортного средства с КЭУ в цикле SAEJ-227C.

На основании разработанной математической модели разработано программное обеспечение, позволяющее проводить многовариантные расчетные исследования с целью выбора данных для оптимального сочетания параметров комбинированной энергетической установки.

Проведен численный эксперимент для исследования процессов энергопреобразования. В рамках заданных испытательных циклов установлено, что накопитель энергии в состоянии обеспечить разгон, продлевая тем самым срок службы тяговой аккумуляторной батареи и максимальную рекуперацию энергии при торможении транспортного средства.

Четвертая глава посвящена моделированию транспортного средства, включающие КЭУ с подключаемыми модулями аккумулирующих устройств, при использовании программного обеспечения Power Train Analysis Toolkit (PSAT) разработанного на базе Matlab/Simulink.

Автомобиль с КЭУ и подключаемыми модулями аккумуляторных батарей (Plug-in Hybrid Electric Vehicle - PHEV), является ТС с комбинацией двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя и аккумуляторами большей емкости. Аккумуляторы могут быть заряжены от стандартной электрической сети 120-220В. Такое транспортное средство имеет большой потенциал для использования на малых расстояниях (в условиях городского режима движения), что позволит уменьшить потребление углеводородного топлива и снизить количество выбросов вредных газов, создающих парниковый эффект.

В данной главе рассматривается параллельная структура КЭУ с подключаемыми модулями, конфигурация показана на рис. 7.

Рис 7. Параллельная структура комбинированной энергетической установки с подключаемыми модулями, с использованием вариатора.

Powertrain Systems Analisis Toolkit (PSAT) – программное обеспечение, базируемое на Matlab/Simulink, которое позволяет иметь спецификацию всех компонентов транспортного средства. Когда описание транспортного средства в программе завершено, использование PSAT переходит в область динамической модели, позволяющей моделировать процесс движения транспортного средства в различных циклах. На рис. 8 показана конфигурация компонентов комбинированной энергетической установки транспортного средства в программном обеспечении.

Рис 8. Конфигурация комбинированной энергетической установки в программном обеспечении PSAT.

Программное обеспечение позволяет учитывать такие факторы как дорожное покрытие, действия и реакцию водителя, мощность, передаваемую на колеса и обратно полностью имитируя реальную езду на транспортном средстве. В конечном счете, PSAT позволяет измерять расход топлива, вычислять рабочие характеристики для определенных компонентов трансмиссии, производить выбор параметров компонентов комбинированной энергетической установки транспортного средства.

В итоге разработана математическая модель с использованием программного обеспечения «PSAT» базируемого на Matlab/Simulink, автомобиля с КЭУ и подключаемыми модулями аккумуляторных батарей.

Исследования, проведенные с помощью математической модели, подтверждают целесообразность применения свинцово-кислотных аккумуляторных батарей в составе транспортного средства, включающего комбинированную энергетическую установку с подключаемыми модулями.

Применение дополнительных аккумуляторных батарей в составе КЭУ транспортного средства, расширяющие его «электромобильную сущность», позволит снизить потребление топлива, достичь большей эффективности и экологичности в городских условиях эксплуатации.

В заключении представлены основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Проведен анализ состояния и перспектив развития комбинированных энергетических установок, который показал устойчивую тенденцию расширяющегося их применения.

Предложены и апробированы методы расчета разряда и заряда аккумуляторных батарей, позволившие определять параметры с различными электрохимическими системами.

Разработан алгоритм математического расчета КЭУ транспортного средства и на его основе создано программное обеспечение, позволяющее проводить многовариантные расчетные исследования с целью выбора данных для оптимального сочетания параметров энергоустановки.

Создана обобщенная математическая модель КЭУ, аналитически описывающая изменение характеристик аппроксимирующими выражениями.

Проведены расчетные исследования процессов преобразования энергии и представлены результаты расчетов наиболее рационального варианта компоновки накопительных устройств различной физической природы.

Установлена целесообразность использования энергии емкостного накопителя в составе КЭУ, что позволяет увеличить пробег транспортного средства и срок службы тяговой аккумуляторной батареи.

Разработана математическая модель транспортного средства включающего КЭУ с подключаемыми модулями аккумуляторных батарей.

Разработанные математические модели, методы и алгоритм расчета прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде предприятий, а также используются в учебном процессе МАДИ(ГТУ).

ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Голубчик Т.В. Энергетическая эффективность электромобилей и гибридных автомобилей /Е.И. Сурин, Т.В. Голубчик // Электроника и электрооборудование транспорта. – М.: 2006, № - 6.

Голубчик Т.В. Аккумуляторные батареи применяемые на электромобилях и автомобилях с комбинированными энергетическими установками /В.И. Марсов, Т.В. Голубчик, М.В. Ютт // сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). – М.: 2007.

Голубчик Т.В. Анализ эффективности и энергоресурса электромобилей и автомобилей с комбинированной энергетической установкой /В.Е. Ютт, Т.В. Голубчик, К.М. Сидоров // Материалы 46-го международного симпозиума «Электроника и электрооборудование транспорта. Проблемы и пути решения», г. Суздаль, июнь 2008.

Голубчик Т.В. Методы моделирования аккумуляторных батарей /Т.В.Голубчик // Принципы построения и особенности использования мехатронных систем: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). –М.: 2009.

Голубчик Т.В. Испытания автомобилей с комбинированной энергетической установкой / Т.В Голубчик., М.В. Ютт, К.М. Сидоров // Принципы построения и особенности использования мехатронных систем: сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). –М.: 2009.

Страницы: 1  2  3  4  5