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研究生:許宏偉
研究生(外文):Hsu Hung Wei
論文名稱:並聯式混合動力機車之實作與控制
論文名稱(外文):The Control and Implementation of a Parallel Hybrid Motorcycle
指導教授:陳志鏗陳志鏗引用關係
指導教授(外文):Chen Chin King
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:並聯式混合動力機車混合動力系統動力分配器電控單元
外文關鍵詞:Parallel Hybrid MotorcycleHybrid SystemPower SplitECU
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本論文主要探討混合動力機車的系統架構,以市面上現有電動機車之馬達與50c.c之內燃機引擎,於實驗平台上改裝成為並聯式混合動力的系統架構,並使用電子控制單元(ECU)來進行混合動力系統整合,而ECU內部程式發展著重於控制法則的設計,控制策略的修改與參數設定。
本研究分別對於引擎系統、馬達系統、發電機系統、動力分配器系統等進行測試,瞭解其功率與其性能曲線,以及各元件轉速與扭力關係,並將系統動力區分為三種,分別為獨立馬達系統、獨立引擎系統與兩系統混合的動力系統。設定各種條件命令下的組合關係,如馬達驅動器之輸入命令,引擎定轉速命令及雙系統動力加入之先後順序。經由動力分配器轉速與扭力關係的分配及感測器所量取之數據,我們針對各系統間的動力轉換效率及能量傳遞關係,加以分析與探討。
關鍵字:並聯式混合動力機車,混合動力系統,動力分配器,電控單元。
This thesis primarily studies the system architecture of hybrid motorcycle. Based on the motor of a commercial electrical motorcycle and a 50cc internal combustion engine, we build a parallel hybrid system at a platform. The electronic control unit (ECU) is used to integrate hybrid power system. The development of ECU is on the control algorithm design, the control strategy improvement and parameters justification.
We carry out a series of tests respectively on the engine system, motor system, generator system and power split system to understand the power and the performance of individual systems. The rotational speed and torque of each component are also measured. We use three different types of power inputs: power only from motor system, power only from engine system and hybrid power from the two systems. Different test combinations, such as the motor driver inputs, the engine speed commands and theirs order the two inputs, are tested in the experiments. Through the power distribution of the power split and data measured from the sensors, we investigate the power transform efficiency and energy conversion between systems.
Keywords: Parallel Hybrid Motorcycle, Hybrid System, Power Split, ECU.
中文摘要 v
英文摘要 vi
誌謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xi
表目錄 xiv
符號說明 xv
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 近期國內外混合動力車輛之研究 3
1.2.1 組成系統架構與零件的探討 4
1.2.2 傳動機構類型探討 5
1.2.3 控制策略與能量管理的探討 6
1.3 研究目的與論文架構 7
第二章 混合動力系統架構 9
2.1 串聯式與並聯式系統 9
2.2 實驗台各系統及元件介紹 12
2.2.1馬達系統 13
2.2.2引擎系統 13
2.2.3發電機系統 14
2.2.4動力分配器 14
2.2.5ECU與控制箱 15
第三章 混合式動力系統ECU設計與實作 16
3.1 ECU硬體功能說明 16
3.2 ECU軟體程式設計 20
3.2.1 ECU控制接收訊號種類 21
3.2.2 ECU中斷時間與順序流程圖 22
3.2.3 PID控制法則 26
3.2.4 軟體發展程序 26
第四章 子系統功能測試 28
4.1 馬達系統 28
4.2 引擎系統 32
4.3 發電機系統 44
4.4 動力分配器 47
第五章 全系統整合控制 52
5.1 控制策略之選定 52
5.2 能量轉換及效率分析 58
第六章 各系統性能分析 63
6.1純電動車系統效率分析 63
6.2內燃機系統效率分析 69
6.3 混合動力系統性能效率分析 72
第七章 結論 85
7.1 結論 85
7.2 建議與未來研究方向 86
參考文獻 87
附錄A 91
附錄B 92
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