插電式混合動(dòng)力汽車模式切換過程的平順性控制研究.pdf

1、當(dāng)今全球內(nèi)燃機(jī)汽車的保有量和年產(chǎn)量正迅猛增長，其中又以中國居首，由此導(dǎo)致的能源危機(jī)、城市大氣污染（中國各大城市的霧霾天氣）等問題日益嚴(yán)重。面對世界各國越來越嚴(yán)格的汽車尾氣排放法規(guī)和有限的石油資源，全球汽車行業(yè)都在致力于研發(fā)一種低排放、高效能和消費(fèi)者可以接受的新能源汽車。目前純電動(dòng)汽車是業(yè)界公認(rèn)的新能源汽車。但受制于當(dāng)前動(dòng)力電池技術(shù)和當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施的不完善，純電動(dòng)汽車的蓄勢里程和充電時(shí)間都會(huì)給消費(fèi)者帶來很大的困擾。插電式混合動(dòng)力汽車可以解決

2、以上問題，且可以降低排放、提高整車系統(tǒng)效率。目前，其已經(jīng)成為汽車工業(yè)由燃油時(shí)代向電驅(qū)動(dòng)時(shí)代最佳的過渡產(chǎn)品。插電式混合動(dòng)力汽車有多種工作模式，工作模式切換時(shí)，控制不當(dāng)會(huì)造成整車平順性變差，所以，插電式混合動(dòng)力汽車工作模式切換的平順性控制研究至關(guān)重要，是其能否被消費(fèi)者接受，走向市場的關(guān)鍵。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①對本文所研究的插電式單電機(jī)混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，分析了發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)阻力矩的特點(diǎn)，建立了

3、發(fā)動(dòng)機(jī)的仿真模型；根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性對電機(jī)進(jìn)行了簡化，建立了以電機(jī)需求轉(zhuǎn)矩為輸入量的一階響應(yīng)模型；電池非本文研究重點(diǎn)，故電池采用了最簡單的內(nèi)阻法建模，大大減小了計(jì)算時(shí)間；對濕式多片離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹，根據(jù)其傳遞轉(zhuǎn)矩的特性，建立了以離合器結(jié)合油壓為輸入量的離合器模型；以最小燃油消耗為目標(biāo)，分別對各工作模式進(jìn)行了CVT速比優(yōu)化，通過查表的方式控制CVT的速比。②對本研究的插電式單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了識(shí)別，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)

4、矩按照驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大值乘以加速踏板行程比（實(shí)時(shí)加速踏板行程和加速踏板最大行程的比）來識(shí)別，同理，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩按照一般路面附著系數(shù)時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大值乘以制動(dòng)踏板行程比來確定；對本文研究對象的工作模式區(qū)域以系統(tǒng)效率最優(yōu)進(jìn)行了劃分；確定插電式單電機(jī)混合動(dòng)力汽車各工作模式運(yùn)行的區(qū)域，對各工作模式運(yùn)行過程中動(dòng)力源的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了預(yù)分配；確定了混合動(dòng)力系統(tǒng)不同工作模式間切換的條件；分析了動(dòng)力源和濕式多片離合器的特性，在此基礎(chǔ)上，制定了各動(dòng)力源控制模型、濕

5、式多片離合器的控制模型及CVT速比的控制模型，提出了各類工作模式切換過程中的動(dòng)力源、濕式多片離合器及CVT的協(xié)調(diào)控制策略。③對提出的控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證，在基于仿真平臺(tái) Matlab/Simulink/Stateflow和Simdriveline上建立了插電式單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)控制策略的仿真模型，將工作模式切換分為濕式多片離合器接合的模式切換、濕式多片離合器無動(dòng)作的模式切換、濕式多片離合器分離的模式切換。在各類型模式切換中分別選取了純電

6、動(dòng)模式切換到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式切換到發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式切換到純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式為例進(jìn)行了仿真研究，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了控制策略的有效性。且為臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)車道路試驗(yàn)提供了控制策略的選擇依據(jù)。 ④為了彌補(bǔ)仿真研究的不足，研究控制策略更真實(shí)的控制效果。搭建了插電式單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)模式切換平順性控制策略驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，對各模式切換進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證；且將模式切換平順性控制策略應(yīng)用于整車控制器，進(jìn)行了整車