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混合动力汽车在内燃机动力系统基础上,增添了电力驱动系统,构成了混合动力系统。在车辆行驶过程中,可根据车辆行驶状态,通过混合动力系统的综合控制,可实现不同的动力系统工作模式,输出合适的动力,达到降低燃油消耗,减少排放的目的。由于增加了电动机驱动装置,实现再生制动(能量回馈制动),即在保证车辆安全和制动性能的条件下,将车辆动能和位能通过带动电机/发电机转化为电能给车载电池组充电,实现能量回收,同时产生车辆减速所需的制动力,既实现了车辆的减速和制动,又有效地降低了整车的燃油消耗和污染物排放,还减少了制动器摩擦片的磨损。研究结果表明:再生制动对混合动力汽车燃油经济性提高的贡献率达15%;在纯电动汽车中,通过再生制动回收的能量可增加其续驶里程15%左右。
本文以LF7132轻度混合动力轿车为研究对象,该车采用ISG(电动/发电机),配CVT变速器,对混合动力汽车再生制动系统做了理论分析、性能仿真和系统工程化设计,取得了如下成果:
①基于LF7132轿车原有制动系统动力学分析,考虑CVT混合动力轿车制动的要求和高效制动能量回收,确定了以电池组SOC值和轿车制动强度为判别依据的再生制动控制策略;
②通过对YZ131001型ISG和RDC-FA型CVT分析,为让电机处于高效发电区,确定了CVT控制策略和方法,进行了LF7132混合动力轿车再生制动系统方案和参数设计;
③由LF7132混合动力轿车整车参数、系统参数和再生制动控制策略,建立了整车动力学仿真模型和再生制动仿真模型;
④对装配MT和装配CVT的LF7132轿车的再生制动系统进行了仿真分析和性能比较,典型工况和城市循环下的仿真结果表明,采用CVT速比控制能使电机发电效率提高,实现了较大程度制动能量回收;
⑤完成了LF7132混合动力轿车再生制动系统设计,为优化LF7132轿车CVT混合动力汽车再生制动系统奠定了基础。