| Opis: | Novi standardi porabe goriva in izpustov emisij trenutno predstavljajo največji izziv avtomobilski industriji. Ena od rešitev je hibridizacija pogonskega sklopa vozila. To pa s seboj prinese višjo ceno in kompleksnost celotnega pogonskega sistema, kar zajema nadzorno enoto vozila in njeno kalibracijo. Ta magistrska naloga je osredotočena prav na nadzorno enoto hibridnega električnega vozila. Še posebno razišče področje pred-kalibracije dveh parametrov nadzorne enote. To sta menjava prestav in premik obremenitvene točke motorja. V uvodnem poglavju je okvirno predstavljeno hibridno električno vozilo in topologija vozila, katerega model je uporabljen za simulacije v tej magistrski nalogi. Sledi cilj magistrske naloge. Ta je podpreti razvoj strukturiranega pristopa za avtomatizacijo generiranja omenjenih parametrov nadzorne enote vozila. Ti parametri namreč vsebujejo pravila in meje pogonskega sklopa in tako določujejo njegovo pravilno delovanje. Avtomatizacija ustvarjanja teh parametrov olajša in pohitri pridobivanje novih rezultatov, ko se spreminjajo vhodni podatki simulacijskega modela. Temu procesu se reče pred-kalibracija in če je storjena pravilno ima potencial, da izboljša končni rezultat, saj se kalibracijski inženir osredotoča le še na fino umerjanje nadzorne enote.
Drugo poglavje predstavi koncept optimalne porabe energije hibridnega električnega vozila. Še posebej se osredotoči na algoritem strategije ekvivalentne minimalne porabe, ki je optimizacijski algoritem znotraj AVL-ovega simulacijskega orodja Powertrain system optimizer (PSO). Ta je razvit znotraj programskega okolja MATLAB. Prednosti in slabosti strategije ekvivalentne minimalne porabe so primerjane z dinamičnim programiranjem, ki je alternativen optimizacijski algoritem. Prav tako je pojasnjeno zakaj je bil izbran prvi od teh dveh algoritmov. Drugi del poglavja predstavi delovanje baterije v uravnoteženem stanju napolnjenosti. To pomeni, da baterija med vožnjo vzdržuje svoje stanje napolnjenosti preko regenerativnega zaviranja in premikov obremenitvene točke motorja. To sta glavni predpostavki in omejitvi v magistrski nalogi poleg tega, da se osredotoča le na optimalno porabo goriva.
V tretjem poglavju je podrobno opisana stvaritev in delovanje algoritma za parametrizacijo menjanja prestav. Parametri menjave prestav se uporabljajo za doseg optimalnega ravnovesja med porabo goriva, voznosti in zmogljivosti. Glavna predpostavka v tej magistrski nalogi je, da histereza, ki predstavlja vozniku prijazno menjanje prestav ni vključena saj se osredotoča le na optimalno porabo goriva. Tako so prestavne črte za menjavo prestave navzgor in navzdol enake. Ostale omejitve algoritma so, da se prestavne črte med seboj ne smejo sekati in da monotono, kontinuirano naraščajo od 0% do 100%. To je zato ker sicer lahko pride do problema v nadzorni enoti vozila, ki se lahko znajde v neskončni zanki menjanja prestav. Prav tako je bila smer ustvarjanja prestavnih črt določena v naprej. Izbira smeri je poljubna, vendar mora biti določena v naprej. Algoritem je napisan v programskem okolju MATLAB in se je za potrebe simulacij vključil v PSO. Izvedla se je tudi validacija algoritma, da se je ugotovilo ali ustvarja pravilne prametre menjanja prestav.
Četrto poglavje opisuje analizo občutljivosti algoritma za parametriziranje menjanja prestav na vhodno spremenljivko. Ta spremenljivka je faktor ekvivalentnosti, ki se uporablja pri izračunu optimalne porabe goriva znotraj strategije ekvivalentne minimalne porabe. Vpliva pa tudi na obliko in postavitev prestavnih črt. Ustvarila se je matrika 21 v naprej nastavljenih vrednosti faktorja ekvivalentnosti v razponu od 2 do 4. Ti so se vnesli v algoritem za parametriziranje menjanja prestav in tako je nastalo 21 različnih map s prestavnimi črtami. Vsaka mapa posebej je bila nato uporabljena v optimizaciji porabe energije simulacijskega modela vozila. Opazovali so se štirje različni ključni parametri za ocenitev občutljivosti. |
|---|
