混合动力汽车能效优化与控制策略研究

随着环境问题和能源危机的日益严重,混合动力汽车作为一种节能环保的交通工具,得到了广泛关注。能效优化和控制策略是混合动力汽车研究的重要方向,对于提高汽车性能、降低能耗、减少排放具有重要意义。本文旨在探讨混合动力汽车的能效优化和控制策略,以提高汽车的整体性能和燃油经济性。

燃料电池混合动力轿车控制策略与参数优化

以某国产经济型轿车为平台,对其动力总成进行了燃料电池混合动力驱动系统的虚拟改装.为提高其整车的经济性和动力性,使用ADVISOR软件对整车性能进行仿真分析,研究了燃料电池混合动力驱动系统开关控制模式和功率跟随控制模式的特性,确定功率跟随控制模式为适合该车型的控制策略.分析了4种典型驱动工况下不同混合动力度的整车经济性及动力性,其中50%的混合动力度是适用于该车型燃料电池混合动力驱动系统最优配置.在此最优配置下,以最小氢气燃料消耗为目标,优化主减速比、燃料电池的最大和最小工作功率以及蓄电池的充电功率,得到了燃料电池混合动力系统的最佳工作点.

基于混合动网格的二维非定常粘性流动数值模拟

利用基于Delaunay三角化的动网格方法,在混合网格上求解了带运动边界的二维非定常Navier-Stokes方程。在有限体积法格心格式的基础上,采用带人工耗散项的Jameson中心格式以及双时间步长推进方法对Navier-Stokes方程中的空间项和时间项分别进行了离散。湍流模型为Spalart-Allmaras方程模型。对在跨声速粘性绕流中进行俯仰振动以及后缘摆动的翼型进行了数值模拟,得到了令人满意的结果。

混合动力动车组需求分析及关键技术研究

混合动力动车组突破传统的内燃动力动车组和电动动力动车组模式,采用混合动力的模式,是一种新型的动车组产品,在我国支线铁路等重点区域有着广阔的应用前景,本文结合我国混合动力动车组的市场需求分析,提出混合动力动车组的概念,重点分析混合动力动车组需要解决的关键技术;对我国谱系化动车组技术发展方向具有重要的指导意义。

高功率密度混合动力动车组牵引变流器研究

为提升混合动力动车组牵引变流器的功率密度,提出分时复用Buck型双向DC/DC变流器,在实现为动力电池充放电的同时,还能取代无源LC谐振滤波器实现有源功率解耦。分析有源功率解耦原理并提出基于检测直流母线电压实现功率解耦的控制策略,进行解耦电路参数设计和可行性分析;同时,在分析直流母线二次脉动电压和牵引网低次谐波对四象限变流器影响的基础上,提出基于d-q坐标轴的四象限变流器谐波抑制策略。通过混合动力动车组地面实验平台验证了有源功率解耦及谐波抑制控制策略的有效性。

混合动力动车组网络监控分析与实现

混合动力动车组是集成了两种不同动力源的动车组,可以根据运营路线及运营环境的变化改变其动力提供方式。针对混合动力动车组的结构特点设计了网络监控系统,该系统以TI公司推出的数字处理器DSP28335为底层设备,建立动车组列车网关与列车牵引系统之间网络通信,利用LabVIEW语言开发上位机监控系统,实现了对牵引系统的综合网络监控。

基于混合动力动车组的新型过分相配合策略

介绍了目前主流的过分相方案,探讨了混合动力动车组以及动力系统中网测变流器的控制策略与动力电池系统概况,提出了基于混合动力动车组的新型过分相方案(三类工况下)。采用该方案可使列车在通过无电区时保持动力,无需损失速度,且辅助机组正常在线。最后,基于实际试验的波形验证了所述理论的科学性与可行性。

混合动力型动车组底架端部结构的变形机理及控制方法

混合动力型动车组一位端前端结构与二位端端梁结构焊接时产生的变形不同。底架二位端端梁在焊后反装地板凹陷,正装地板凸出,底架端部整体向反装弯曲,反装宽度收缩。焊前在端梁正下方位置制作向上拱起的反变形,在底架外端部制作下压反变形,在反装宽度方向制作向外顶紧的反变形,可有效降低焊后变形程度。底架一位端焊后整个前端部位整体向正装方向弯曲,焊前制作下拉反变形,可有效降低焊后变形程度。两种端部结构焊后的变形程度主要取决焊前制作的反变形量。

混合动力型动车组的发展分析

简述国外混合动力技术的发展及应用情况,结合我国经济发展的相关政策,从环境保护的角度出发,分析我国发展混合动力型动车组的市场需求及技术优势。重点介绍我国混合动力型动车组的技术特点、列车编组、基本参数、牵引及制动系统。分析我国混合动力型动车组的发展前景,提出发展建议。

混合动力动车组牵引及辅助变流器系统分析

牵引及辅助变流器系统是动车组的关键核心设备之一,直接决定了列车的牵引传动控制性能以及车上用电负载是否能安全可靠运行。介绍了我国首列混合动力动车组的牵引及辅助变流器系统,包括变流器的系统结构、系统控制功能、网络控制及故障诊断功能等,分析了系统的硬件结构和基本功能。完成了多异性动力源接入的混合动力牵引及辅助变流器样机研制,可为我国谱系化动车组技术提供重要技术支撑。

脉动流化床内青刀豆颗粒的混合特性数值模拟

青刀豆一般采用流化床装置进行速冻。为了解决其床层堵塞和聚集不良的问题,进一步提高青刀豆的混合效率,课题组建立了三维混合脉动流化床模型,将计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)相结合,探究1,2,4和8 Hz 4种不同频率的脉动进口风速下青刀豆颗粒的流化混合情况。仿真结果表明:脉动流化床对于青刀豆颗粒混合具有一定改善作用,青刀豆颗粒的轴向混合强于径向混合,4 Hz时颗粒混合标准偏差值最小;当进口风速的频率接近颗粒的自主振动频率时,床层膨胀最明显,出现类似“共振”的现象;2 Hz时颗粒径向、轴向混合效果最佳,频率过大或过小对于流态化增强效果不明显。

动静压混合气体箔片止推轴承静态特性研究

动静压混合气体箔片止推轴承具有优良性能,但目前针对其研究报道较少。对此,提出了该轴承的模型,并针对其静态特性和流弹特性开展了数值研究。基于MATLAB软件建立了动静压混合气体箔片止推轴承静态特性的双向流固耦合数值预测方法。计算分析了不同转速、供气压力、供气孔布置位置下的箔片变形,静态载荷和摩擦力矩,获得了运行参数和供气孔位置对动静压混合气体箔片止推轴承静态特性的影响规律。结果表明:增大供气压力对摩擦力矩的影响较小,但会增大轴承轴向载荷,升高转速会导致轴承摩擦力矩明显增大;供气孔布置位置对动静压混合气体箔片止推轴承的静态特性影响较大,应合理选择供气孔的布置位置,在满足轴承载荷要求的基础上优先考虑将供气孔布置在倾斜区域。相关研究结论对动静压混合气体箔片止推轴承设计和应用具有指导意义。

混合动力技术进入现实世界

日本日立公司为东日本铁路公司制造的3列试验型混合动力动车已投入实际运行试验。与此同时,日立公司还与英国Network铁路及其他几家英国公司合作,对一辆经过改造的Hayabusa的混合动力动车开始进行试验。预计,采用蓄电池-柴油机混合动力技术最多可节省燃油20%,并可减少各种有害排放物达50%。文中介绍了该混合动力技术的原理、Hayabusa混合动力动车的改造和主要技术参数;另外,还对混合动力技术的发展前景进行了展望。

混合电磁悬架作动器设计与试验

为了解决车用线性电磁作动器(直线电机)可靠性差的问题,设计了一种将直线电机与液压阻尼器集成的混合电磁作动器。采用改进天棚控制策略进行性能匹配,对混合电磁作动器的性能参数进行优化,得到天棚阻尼系数、被动阻尼系数以及直线电机需要提供的峰值电磁推力,并以优化得到的峰值电磁推力为优化目标,优化混合电磁作动器的结构参数。根据优化得到的结构参数试制实体样机,对其进行台架试验,包括混合电磁作动器的外特性试验,以及包含混合电磁作动器的混合电磁悬架主动控制试验。试验结果表明,设计的混合电磁作动器用于悬架系统时,能够较好地改善车辆动力学性能,与被动悬架相比,混合电磁悬架车身加速度和悬架动挠度分别降低了23. 35%和14. 97%,虽然轮胎动载荷增加了13. 20%,但根据"3σ"原则,在可接受范围之内,验证了混合电磁作动器样机的有效性。

日本HB-E300系混合动力观光动车组

东日本铁路公司于2010年10月后,在信越地区及新开通的东北新干线的八户至新青森线相继投入使用新型HB-E300系列混合动力观光动车组。本文介绍该系列动车组的主要特点、编组形式和车辆型式、混合动力系统结构和工作原理、车体结构、客室布置等。

油膜轴承动静压混合效应的分析

油膜轴承的性能主要由轴承的动压、静压混合效应决定,以雷诺方程为基础,建立油膜轴承压力特性和油膜间隙函数的数学模型,构造流体连续性方程,采用数值解法求解油膜轴承动静压混合效应,运用MATLAB软件实现油膜轴承压力场的三维仿真。结果表明:合理选择轴承半径、偏心率、转速、油腔半角、油膜间隙、供油压力能获得较理想的动静压油膜混合效应,仿真结果与实测结果接近。

日本キハE200型混合动力动车

东日本铁路公司为减轻对环境的影响,自2000年开始进行新能源动车组—NE动车组的开发。该动车组采用柴油机发电与锂离子电池储能的混合动力系统,现已进行了验证运行。这次开发的キハE200型混合动力动车组是该公司在NE动车组的基础上于2007年新造的批量生产型样车。介绍了该样车的主要技术参数,混合动力系统结构、工作原理,车体结构、司机室、机器间布置等。

日本HB-E210系混合动力动车概况

东日本铁路公司为降低在非电气化区间运行的内燃动车对环境的污染,对内燃动车动力系统进行革新,开发出新能源动车组。HB-E210系混合动力内燃动车组是该公司为配合仙石东北线开通而投入运营的新型通勤型车辆。介绍了该型车辆的主要技术参数,内外装修设计理念,混合动力系统结构、工作原理,司机室、机器间布局及采用的相关技术与装备。

利用压电微泵驱动和脉动混合可控合成金纳米粒子

为了合成粒径均一、单分散性好的金纳米粒子,提出一种压电驱动式脉动微混合可控合成金纳米粒子的方法。该方法采用两腔三阀结构的压电微泵作为驱动源,结合Y形微混合器,基于两压电微泵脉动交叉式输出性能来实现多种不同混合模式的可控混合。利用Fluent软件对Y形微混合器内不同流量及频率下的混合效果进行了优化分析,优选出了压电微泵的控制参数。在实验室内设计、制作了用于金纳米粒子可控合成的系统样机,并开展了相应的金纳米粒子可控合成试验。试验结果表明:电压为40V,频率为300Hz时,合成的金纳米粒子粒径较为均一,分散性较好,该结果验证了文中所提方法的可行性。此方法亦可应用于其他纳米粒子的可控合成。

深腔圆锥动静压混合轴承润滑特性

为了更加准确探求深腔圆锥动静压轴承润滑特性,考虑润滑油膜紊流、热效应及轴向速度等因素,推导极坐标系下的广义雷诺方程、能量控制方程及其相关表达式,采用有限差分法对方程进行离散,利用帕坦卡正系数法则对离散化方程系数及常数项进行处理,数值分析油膜的三维压力场和温度场,试验研究静压浮起和动压润滑特性.结果表明:帕坦卡正系数法则可以有效地解决诸如油腔边缘存在"逆流"等因素而导致温度场不易收敛问题,在高速大偏心率情况下,油膜温升较高,应考虑温度对轴承性能的影响.流量与供油压力成正比关系,而与转速基本无关.随着转速增加动压效应增强,轻载时轴承在小偏心率下工作.深腔圆锥动静压轴承具有良好的静压浮起和动压润滑特性,理论计算值与试验结果一致,证明理论的正确性,为下一步转子动力学的理论分析打下基础.