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        基于Modelica模型的整車節(jié)油措施分析

        2018-01-24 06:08:09劉閃閃邢國雨李小堅
        汽車實用技術 2017年24期
        關鍵詞:燃油泵節(jié)油整車

        劉閃閃,邢國雨,李小堅

        (安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心,安徽 合肥 230601)

        引言

        隨著汽車行業(yè)的發(fā)展與法規(guī)的更新,汽車油耗與排放限值越來越低,這對企業(yè)的技術進步提出了要求。為了提高效率與降低成本,整車性能仿真分析能力尤為重要。我司對外合作搭建基于Modelica語言的Hyboost車型性能仿真模型,其內(nèi)節(jié)油子模塊包括 PWM 燃油泵、PWM 風扇、高效智能發(fā)電機與Hyboost控制模塊等。

        1 節(jié)油子模塊搭建思路

        1.1 節(jié)油零部件搭建思路

        節(jié)油零部件包括 PWM 燃油泵、PWM 風扇、高效智能發(fā)電機等。作為耗能附件,三者都是通過動態(tài)調(diào)整運行功率來實現(xiàn)節(jié)油的。在仿真模型中,可使用隨轉(zhuǎn)速改變的扭矩來表示變化的功率。即P=T*n/9550,其中P為運行功率(kw),T為扭矩(N·m),n為轉(zhuǎn)速(r/min)。

        1.2 Hyboost控制模塊搭建思路

        Hyboost控制模塊圍繞48V蓄電池與BSG電機,包含電怠速、制動能量回收、扭矩輔助、智能發(fā)電、起停五大功能。各功能介紹如下表:

        表1 Hyboost控制模塊功能介紹

        2 節(jié)油子模塊搭建

        2.1 節(jié)油零部件搭建

        以PWM燃油泵為例,分為PWM模塊與傳統(tǒng)模塊。傳統(tǒng)模塊為固定功率,即無論發(fā)動機需求如何,燃油泵總是以額定功率運作。PWM 模塊為變功率,其功率隨汽車的行駛狀況做動態(tài)調(diào)整,從而達到節(jié)油的效果。模塊內(nèi)部結構如圖1所示。

        圖1 PWM燃油泵模塊

        2.2 Hyboost控制模塊搭建

        Hyboost車型相對傳統(tǒng)車型,增加了48V蓄電池、電負載、BSG、輪帶和Hyboost控制模塊。其中Hyboost控制模塊作為整個混合動力系統(tǒng)的控制中心,采用了模塊化的控制結構與基于總線的信號傳遞結構,模塊內(nèi)部如圖2所示。

        圖2 Hyboost控制模塊

        3 仿真及結果分析

        3.1 節(jié)油零部件仿真結果

        以PWM燃油泵為例,根據(jù)仿真要求,設置合適的精度與步長,分別計算PWM燃油泵在傳統(tǒng)模式和PWM模式下、NEDC工況時的運行功率,結果如圖3所示。

        圖3 PWM燃油泵運行功率

        傳統(tǒng)燃油泵始終運行在55W額定功率下,PWM燃油泵最高功率為30W,且會隨著車輛運行狀態(tài)做實時調(diào)整。

        3.2 Hyboost控制模塊仿真結果

        根據(jù)仿真要求,設置合適的精度與步長,分別計算Hybo-ost混動模式與傳統(tǒng)燃油車模式下、NEDC工況時的油耗,結果如圖4所示。

        圖4 Hyboost系統(tǒng)節(jié)油效果

        3.3 實驗數(shù)據(jù)對比

        PWM 燃油泵與 Hyboost控制模塊節(jié)油效果試驗數(shù)據(jù)對比如表2所示。

        表2 各模塊節(jié)油效果試驗對比

        除了上述提及的模塊外,整車節(jié)油措施還包括降低發(fā)動機內(nèi)阻、優(yōu)化整車質(zhì)量、低滾阻輪胎、低風阻車身等。經(jīng)改進后的車型,試驗總節(jié)油率達到了32.68%。

        4 結論

        論述了利用Modelica語言進行Hyboost車型整車模型中節(jié)油子模塊搭建的過程與思路,得到的仿真結果與試驗結果基本一致,驗證了模型中節(jié)油模塊的建模精度與使用此模型進行輔助開發(fā)的可行性,為后期Hyboost車型的參數(shù)選擇與結構優(yōu)化提供依據(jù)。

        [1] 趙建軍,丁建完,周凡利. Modelica語言及其多領域統(tǒng)一建模與仿真機理.中國系統(tǒng)仿真學會第五次全國會員代表大會暨 2006年全國學術年會論文集,2006.

        [2] 里卡多公司. Hyboost:雙贏選擇.汽車與配件,2013.

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