节能车整体优化设计分析,该文是关于优化设计方面论文写作技巧范文与优化设计和节能和分析相关论文范例.
优化设计论文参考文献：
摘 要：目前节能施当今倡导的时代主题,影响人们生活的方方面面,也成为汽车行业的研究重点,基于这种节能时代背景下,我们总结了中国节能汽车的优化方向,并在此基础上提出了新的优化方案,能够为优化节能车奠定理论基础,进而能够有效改善节能车的节能性和动力性.本文通过对节能车的这两方面进行分析,为节能车的性能优化提供理论基础,同时能够对整个汽车行业具有指导价值,提高全社会的节能环保意识.
关键词：节能车；整体优化；设计；分析
随着社会的发展,汽车已经成为人们生活代步工具,给人们带来生活便利的同时,也引发了一系列严峻的环境问题以及急需解决的能源紧缺问题.目前,环境和能源问题已经成为世界各国发展中面对的难题.基于这种背景下,如何提高全社会的节能意识,推动全球汽车节能技术发展已经成为世界各国关注重点,而开展的Honda中国节能竞技大赛,能够在比赛过程中利用节能制造技术以及先进理念,能够为之后完善节能汽车制造提供基础,此外可以让更多的人关注到节能汽车制造的领域中,,Honda中国节能汽车大赛是与时代环保节能主题相符合的,让企业处于良性循环的过程中,让更多人参与进来,推广环保理念,同时能够在理论基础上发挥创新力．让设计者从理论拓展到实践,在比赛过程中能够为未来汽车节能提供可能性.
1混合动力汽车三大节能技术以及相关研究
混合动力系统在目前的研究过程中一些技术问题,主要涉及汽车控制,发动机,内燃机,充电系统等一些相关研究,实现混合动力汽车节能减排需要采取科学合理的控制措施,在制定控制策略时需要考虑以下问题：优化发动机工作点合理的启动停,怠速停机,安全的电池电压,电池sOc,发动机工作点的分布,合理的发动机运行曲线,制动能量回收.具体来说,混合动力车的节能是集众多技术的研究成果,其具有多种新技术,同时也兼具一些传统的燃油车的技术,通常能够使混合动力车节油的技术主要是制动能量回收,发动机工作点优化,怠速停机.我们从三种节能方式的节能潜力人手,致力于找到降低发动机能源消耗的策略,实现节能减排.
目前优化发动机工作点其实是关乎整车控制策略,目前并联混合动力汽车使用功能的策略由五类构成,自适应；电力辅助；全局优化；模糊以及最优工作曲线控制策略.其中在并联式的混合动力汽车汇中常采用的是电力辅助策略,实际是采取统一的门限值控制,通常也被认为是逻辑门限值控制.基于这种设计思路具体是利用汽车的发动机进行驱动,这种驱动能够有效避免处于低速工况条件下燃油消耗比高的情况,能够确保发动机在燃油量较低同时,能够使汽车的电池SOC值处于理想范围,基于全局控制的策略是指汽车在行驶过程中优化整车行驶工况的工作点,通过设定约束条件进而实现对目标函数进行优化,以满足发动机的需求.全局优化目标进行精量化,以汽车某一工况下的总燃油消耗最低最为最终优化目标,这种策略相比传统的电力辅助控制策略效果要好.自适应控制是在一定条件下能够进行自适应的控制策略,对路况进行自动化识别,能够选择相适应的控制策略,进而实现最佳控制.是以发动机的燃油消耗量最低和排放量最低作为优化目标,建立函数,通过优化能够使混合动力车的燃油消耗以及所排放的氧化物达到最小.
2发动机工作点的优化
从发动机的工作曲线上来看,为了能够实现最佳经济性曲线,在节能汽车动力性能的条件上提高汽车发动机的燃油性能,最佳工作曲线能够使发动机处于最佳的经济状态,减少汽车的燃油消耗量以及一些汽车尾气排放量,进而提高节能车的燃油效率.目前的混合动力汽车利用电机进行驱动,能够确保发动机长期处于较低燃油量的消耗状态,减少燃油量.最佳工作线分别是：最佳动力性和经济性工作线,在本次研究的动力车中采用的是后者.发动机的最佳经济性工作点是指在等功率和等有效燃油消耗率曲线的切点,具体是指处于该功率位点上发动机的燃油效率最低,而且利用该切点可以获得某一功率条件下发动机的最佳工作点,并进行数据拟合,以便获得最佳经济工作曲线.从发动机的工作点分布情况上来看,在功率方面,同等功率下应当确保发动机最佳工作点与最差性能工作点差距缩小,一般来说,发动机功率越大,差别越小,但是发动机处于怠速和高速转动过程中燃油量会急速增加,因此我们需要对汽车发动机的整体工作点分布情况进行观察,很多工作点转速,其中处于800到1000转速以内,而转矩分布广泛,工作点在最低燃油消耗率的等油量消耗曲线分布,是密集的,具体来说,在电机辅助下,现有的混合动力多数工作点在燃油效率较低时,这种方法能够避免燃油消耗率较高的工况,实现节能减排.我们从最佳工作性工作曲线作为目标进行优化,通过观察发动机的工作点在等比油耗曲线上的分布,同时对发动机工作点与最佳工作性曲线的位置关系,我们可以发现,处于不同的档位时,发动机工作点的分布区域以及密集程度存在较大差异,而且低档位下发动机的分布较乱,在最佳经济工作曲线的上方有,而在高档位下,发动机的工作点主要集中于最佳经济性工作曲线上方,整体比较密集.在最佳经济工作曲线位点较少.
3怠速停机
当汽车由于某种因素而处于停机状态时,这种情况被称为是怠速停机,在允许汽车运行的条件下,为了能够实现节能减排,需要根据车辆的运行状况自动化控制发动机运转,能够及时响应驾驶员的状态,并且要求车辆的油耗低于同等时间内的怠速累计油耗.根据研究发现,当车辆停止停车便能够使发动机停止运行,减少有害气体的排放.博世公司发明的是启动停系统,能够增加车辆8%的里程,以及降低二氧化碳排放.在国内现有的基础上,怠速停机目前还有不能实现一秒钟停机的目标,因此可以通过选择合适的怠速停机时间来实现节油减排的目的.目前在一些人口密集型的大城市,汽车在运行中发动机处于停机状态的时间会比重较多,如果能够有效利用这段时间的油耗,那么对于节油效来说是十分明显的.我们借助advisor平台搭建了模型仿真,针对不同怠速时间下的油耗量进行深入分析,能够准确预测城市的路况情况,给予这种怠速时长下检测汽车处于停机状态时的的节油效果,最终发现处于不同怠速时长下的油存在较大差异,其中怠速停机20秒时节油效果最明显.
4制动能量回收
行驶工况可以反映某个区域内的路况,给节能车辆整车控制策略提供理论基础,同时对节能车经济性做出客观评价,在研究节能汽车制动回收能量的过程中,应当根据汽车的行驶状况和路况变化,分析节能汽车的综合情况.同时,在基于现有的路况下混合动力车制动能量和实际回收的能量会随着时间而积累,可以根据最大制动能量回收目标作为分析节能汽车在制动能量回收的潜力.汽车是整体存在的,将这些能量用于去弄时,不仅考虑到制动能量回收问题,同时还得考虑发动机的工作点,怠速停机以及电池SOC的变化,经过充电放电系统耗损等,电动机能量也会受到损失,包括电池电动损耗,以及电池充电损耗等.由于不同路况条件下汽车的可回收制动能量分布是不均匀的,因此需要考虑可回收制动能量以及处于一定转速条件下,汽车电机的充电效率,进而能够获得最佳的制动回收能量.因此,在保持原有硬件配置条件下,需要优化制动能量回收策略,忽略坡度对于制动能量回收的影响,假设仿真系统的效率为百分之百,当汽车滑行减速低于自动减速时,我们认为此事驾驶员具有制动意图,可以允许制动能量被回收.电机的充电钮距不应超过额定扭距的75%,当电池SOC超过80%.回收制动能量当驱动电机可以提供足够的整车制动力计时,要先由电机来提供汽车的制动驱动力,如果电机供应不足时,需要由摩擦力来补充,综合考虑电机的可回收制动能量以及处于不同转速条件下电机的充电效率,我们将回收到最大制动能量作为优化目标,进而修正电机的再生制动扭距,机械摩擦制动系统来提供额外的制动力.通过优化之后,车辆行驶过程中回收的能量明显增加,能够使同等油耗的车辆增加18%的行驶里程,达到良好的节油效果,同时,电池整体呈现上升趋势,说明优化后的制动能量回收策略能够给电池提供足够的电量.通过观察控制策略优化之后电机随时间的变化情况,能够发现电机机有电动过程,有充电过程,之后的电机功率充电功率以及回收能够相比优化前增加很多,在多数情况下,我们可以增加电机的驱动力,进而能够减少发动机带动电机的充电效率,以便能够改善汽车的节能效果.
5结语
节能与新能源汽车已经成为当前是汽车行业研究重点,而节能车是从传统普通内燃机到零排放的电动机过渡的典型产品,我们从三个角度分析了节能车的整体优化设计,发现汽车的制动能量回收在节油方面具有较大优势,经过优化控制策略后,对于驱动自动回收能量占据发动机输出总能量的18%,从一定程度上来说节能效果较好,同时提升制动能量回收,能够减少发动机为汽车电池充电的时间,也对节能汽车节能提供帮助.
参考文献：
[1]王月,尹高纪,周大永,等．某车型正面40%偏置碰撞的车体结构优化[J]．汽车安全与节能学报,2014,05(4)：371-377．
[2]杨文．基于无模型自适应控制的列车节能优化运行方法研究[D]．北京交通大学,2013．
)作者简介
齐芳：（1989.03-）,女,汉族,湖北武汉人,本科学历,实验师.研究方向：汽车电控方向.
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