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原文传递搭载CVT的插电式混合动力汽车模式切换综合性能研究

论文题名：	搭载CVT的插电式混合动力汽车模式切换综合性能研究
关键词：	电动汽车;混合动力;能量管理;模式切换
摘要：	插电式混合动力汽车（PHEV,Plug-in Hybrid Electric Vehicle）结合纯电动汽车和混合动力汽车的优点，动力电池能够通过外接电网进行充电，通常具有50km以上的纯电动续驶里程，大大减少了车辆对化石燃料的依赖。能耗经济性、行驶平顺性、车速跟随性是评价插电式混合动力汽车综合性能的三个重要指标。本文以搭载无级变速器（CVT，Continuous Variable Transmission）的单电机插电式混合动力汽车为研究对象，在进行台架实验的基础上，以提升能耗经济性为目标对车辆进行参数设计，并开展插电式混合动力汽车综合性能优化研究。　　本研究主要内容包括：①分析插电式混合动力汽车工作特性，以汽车纵向动力学模型为基础，采用理论计算法对动力传动系统关键部件进行了参数匹配，包括发动机功率、ISG电机功率、主减速器速比及动力电池数目，并建立各部件效率数值模型；基于Matlab/Simulink建立动力系统各部件仿真模型，采用PID控制器模拟驾驶员模型，并构建插电式混合动力汽车前向仿真模型。②以基于规则的能量管理策略为基础，综合考虑发动机效率、ISG电机效率、CVT效率、动力电池效率等，基于Matlab/simulink建立插电式混合动力汽车各驱动模式下的系统效率模型；采用遗传算法对各工作模式下的系统效率进行瞬时优化，得到各工作模式下的最优系统效率图，并通过系统效率的对比，分别对插电式混合动力汽车在电量消耗（CD,Charge Depleting）阶段与电量维持（CS，Charge Sustaining）阶段的工作模式区域进行划分。③提出了基于系统效率的动力系统与控制系统参数综合优化方法。基于工作模式区域划分结果，以工作模式切换曲线的调整系数作为控制系统优化参数，以动力源功率、主减速器速比及电池数目作为动力系统优化参数。利用Matlab/Simulink建立整车能耗经济性仿真模型，构建“市区-城郊-高速-城郊-市区”综合行驶工况，以降低等效燃油消耗为目标，在综合工况下采用遗传算法对动力系统参数与控制系统参数进行了综合优化。结果表明，采用本章所提出的方法能够优化得到合理的动力系统与控制系统参数，使整车等效燃油消耗更低，比优化前的百公里等效燃油消耗降低了7.2%。④提出了一种整车综合性能优化控制策略。基于系统效率对各工作模式下的CVT目标速比进行瞬时优化，使整车能耗经济性得到进一步提高；针对不同工作模式切换时由于目标速比跃变导致整车平顺性变差的问题，通过限制CVT速比变化率以改善车辆行驶平顺性。但这会导致车辆的车速跟随性变差，为此，采用PID控制器控制电机输出转矩以保持良好的车速跟随性。构建由能耗经济性、行驶平顺性、车速跟随性组成的加权函数，采用遗传算法，在NEDC工况下对PID控制参数进行优化。基于Matlab/Simulink搭建整车综合性能仿真模型。仿真结果表明，该控制策略可以有效改善包括能耗经济性、行驶平顺性及车速跟随性的车辆综合性能。
作者：	刘星源
专业：	车辆工程
导师：	秦大同;程波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文