详情

原文传递混联式混合动力汽车模式切换协调控制策略研究

论文题名：	混联式混合动力汽车模式切换协调控制策略研究
关键词：	混合动力汽车;能量管理;模式切换;控制策略
摘要：	日渐匮乏的能源和日益污染的环境是限制传统汽车产业高速发展的最大原因，而纯电动汽车的诸多瓶颈使其短期内得不到普及推广，因此油电混合动力汽车（HEV）的发展成为当前新能源汽车的主流。能量管理控制策略（Energy management strategy, EMS）是混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)能够节能减排的关键技术，其中，模式切换协调控制实现了HEV能够在多个动力源之间进行有效地分配和优化车辆行驶效率。在车辆模式切换过程中，对驱动系统部件的协调控制，能够明显优化汽车在运行过程中的平稳性、舒适性、经济性和动力性能。所以，模式切换协调控制研究对大力发展HEV产业具有重要现实意义。　　本文以赣州市某新能源汽车公司的一款混联式混合动力汽车为研究对象，在汽车行驶切换至有发动机参与的工作模式时，设计出一套电动机实时补偿转矩的优化控制策略，使发动机尽可能工作在高效率区。该策略在车辆所需转矩较小的情况下关闭发动机，而在所需转矩较大时，使发动机运行在高效率区，车辆所需转矩之间和发动机转矩之间的差值由电动机提供，从而使得HEV在行驶过程中发动机工作时间尽可能少，工作区间控制在高效范围内，从而实现了整车的能量分配优化，提升车辆的驾驶性能。而发动机作为内燃机，是有害气体排放的主要来源，这同时也使得汽车在运行过程中的燃油消耗和尾气排放大大降低。全文研究内容有：　　介绍了本文研究背景和意义；研究分析串联式（SHEV）、并联式(PHEV)以及混联式(PSHEV)这三类不同HEV的动力系统结构，得出各自的特点。重点阐述了混联式HEV的行驶状态模式和各自对应的能量控制策略。　　本文搭建了混联式HEV各个动力系统部件的数学建模。通过分析对比理论建模法与试验建模法的优缺点，最终选用了结合这两种方法的发动机平均值模型。该模型包含有3个子模型，分别为：①空气模型；②油膜模型；③动力模型。同时，本文通过分析各动力部件的结构，根据力学原理，分别建立了整车动力学、离合器、电动机等一系列模型，并通过仿真试验，分析得到的数据来判断所搭建的模型是否具有准确性和实用性，为后文的整车性能仿真试验和模式切换协调控制策略优化提供模型基础。　　本文以逻辑门限控制规则（①部件工作状态控制规则；②驱动转矩分配规则；③再生制动转矩规则）为基础，优化出一套适用于PSHEV的模式切换协调控制策略。把在MATLAB/SIMULINK中搭建的控制策略模型和在AVL-Cruise软件中搭建的车辆模型相互嵌套，并通过联合仿真，验证所制定的模式切换控制策略具有有效性和合理性。　　为实现模式切换过程中的转矩协调控制，设计出一种基于最小二乘支持向量机逆模型的电子节气门调节控制策略。并建立了电子节气门模型，设计出逆模型智能控制器，在改善发动机转矩输出响应速度慢的基础上，突出发电机转矩补偿效果以达到优化发动机转矩输出。NEDC工况仿真结果表明，采用转矩协调控制后的发动机转矩波动大大降低，车辆的纵向冲击度得到优化。最终使PSHEV在模式切换过程中动力平稳切换，驾驶性能得到改善。
作者：	王一栋
专业：	控制工程
导师：	陈德海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江西理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文