随着中国汽车销售量的逐年增加,目前中国已成为全球汽车销售量最高的国家。从而带来中国石油消耗急剧增长,大气污染日益严重。针对这些问题国内外政府相继出台了更加严格的汽车油耗及排放法规,各车企都在开展节油减排技术的研究。B50轿车以其稳定的质量和卓越的驾驶性能在用户中享有很好的口碑,但有部分用户反映B50轿车油耗和排放偏高。基于上述背景,本文提出对B50轿车进行节油减排研究。B50轿车是在产车型,因此在进行节油减排技术开发时要确保车辆更改小、成本增加少及开发周期短,进而提高B50轿车的性价比及市场竞争力。怠速起步停车技术降油耗效果显著,且整车更改小,成本增加少,因此本文选择怠速起停技术作为B50轿车节油减排的研究方向。BSG(Belt driven Starter Generator带驱动起动发电一体机)起停系统作为微混合动力技术不但能实现怠速起停功能,还能实现制动能量回收和低速扭矩辅助功能,并且起动噪声小,因此本文将BSG起停技术作为B50轿车节油减排的技术方案。BSG电机扭矩控制,发动机、自动变速箱与整车的协同控制是BSG起停系统节油减排的关键技术,本文采用数学建模、仿真分析和试验验证相结合的方法,对其进行了重点研究,主要研究内容如下:1.使用Admas软件建立BSG起停系统发动机前端轮系动力学模型。对张紧器的结构及性能参数进行优化设计,确定张紧器性能及结构的最优设计参数。并应用该参数对前端轮系进行仿真分析,仿真结果证明本文设计的前端轮系可实现发动机快速稳定起动。2.根据BSG起动/发电一体机功能及性能要求对电机进行选型,建立BSG电机的数学模型。为提高BSG车辆的起动和低速扭矩性能,本文制定了BSG电机励磁电流控制策略。使用Matlab/Simulink搭建BSG电机驱动系统仿真模型,分析励磁电流控制策略对BSG电机系统的稳态性能和动态性能的影响。仿真结果表明:本文提出的励磁电流控制策略使得BSG电机具备了低速大转矩及快速响应等性能优点,有效提高了发动机的起动性能,保证了车辆怠速起停功能的稳定性。3.在重点考虑驾驶员安全性、驾驶舒适性和燃油经济性的基础上,制定了BSG起停系统整车控制策略,并设定相关重要参数的阈值。应用CRUISE软件对BSG起停系统进行仿真分析,结果证明BSG起停系统可有效降低油耗。针对车辆冷起动和起步阶段排放污染物高的问题,本文提出了发动机、变速箱协同控制策略。通过控制变速箱升档来增加发动机喷油量,缩短催化器起燃时间,从而降低车辆冷起动和起步阶段排放污染物。4.研制BSG起停系统关键零部件,搭建BSG起停系统样车。在转毂试验台及城市实际道路上,进行实车油耗测试。结果证明本文制定的BSG起停系统控制策略可有效降低车辆使用油耗。在台架上对车辆冷起动和起步阶段降排放控制策略开启及关闭两种状态进行排放测试,结果表明本文制定的排放控制策略可加速催化器起燃,可有效降低车辆冷起动及起步阶段排放污染物。对样车进行-25℃的低温冷起动测试,测试结果为车辆一次性点火起动成功,起动时间小于0.5s,且发动机起动稳定。证明车辆前端轮系设计合理,BSG电机起动扭矩控制策略正确有效。整车性能测试通过后,对车辆进行起停系统边界条件测试,车辆安全及功能测试。测试结果全部满足功能及性能要求,样车通过验收。本文通过在B50轿车上开发BSG起停系统并进行整车台架及道路试验,来研究B50轿车怠速起步停车工况的节油减排技术。研究结果表明本文开发的BSG电机、发动机及自动变速箱协同控制技术正确有效,实现B50轿车综合工况节油5%以上,排放污染物降低10~20%。本文研制的BSG起停系统样车功能及性能测试满足驾驶员安全性及舒适性要求。本文研究成果为车辆节油减排提供了技术方案,对推广BSG起停系统的应用具有实际意义,为后续48V系统在轿车上的开发应用奠定了实践基础。