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原文传递纯电动汽车两挡AMT换挡策略研究

论文题名：	纯电动汽车两挡AMT换挡策略研究
关键词：	电动汽车;自动变速器;电控机械式;换挡策略;模糊控制器;迭代学习控制器;开环PID
摘要：	自动换挡技术是纯电动汽车传动系统领域发展的核心。随着对纯电动汽车续航里程和加速能力要求的提高，多挡化成为必然趋势，装备两挡电控机械式自动变速器（Automatic Mechanical Transmission,AMT）的车辆具有更好地发挥电机驱动力以提升加速能力，并且减少系统能量损耗，提高整车性能的优势。本文基于装备两挡自动变速器的纯电动汽车试验平台，开展了最佳经济性、最佳动力性以及综合换挡策略研究，主要工作包括以下几点：　　①以实际两挡变速器结构和数据为基础，基于控制系统验证需求，建立能够反映传动系统、驱动电机和整车主要特性的动力学模型。同时，采用理论与试验相结合的方式，建立驱动工况下包括电池、驱动电机和变速器的系统效率模型，为最佳经济性和动力性换挡规律的制定奠定基础。　　②以两挡AMT为研究对象，分别制定以百公里电耗、加速度和最大能量回收效率为评价指标的换挡规律。针对驱动工况下系统中各部件能量损失，以系统效率最优为原则，并考虑电池荷电状态（State of Charge,SOC）对系统效率的影响制定最佳经济性升挡规律；以加速度最大，同时保证最小功率损失为目标制定最佳动力性升挡规律；再以最大再生制动力为目标制定再生制动工况下最佳经济性降挡规律。通过分析不同电池SOC对换挡规律的影响，划分出SOC影响区间，为综合换挡策略的制定做铺垫。　　③引入由百公里电耗、加速时间和动力需求因数组成的综合性能指标，提出一种动力需求因数计算方法，设计换挡规律切换控制器。以综合性能指标最小为目标，基于模糊理论计算动力需求因数增量，并通过开环PID学习律的迭代学习控制器对动力需求因数增量进行优化。仿真结果显示，基于该控制器的综合换挡策略相较于传统换挡策略，能够更快且准确的识别驾驶意图，执行换挡规律切换，在保证车辆动力性的同时，进一步提升系统效率，有效延长车辆的续航里程。　　④为了验证本文设计的综合换挡策略对于真实车辆的控制效果。基于实车试验平台，分别采用我国标准纯电动汽车经济性和动力性测试方法，进行了底盘转毂试验和道路试验。试验结果表明，本文设计的模糊控制器和迭代学习控制器优化的综合换挡策略在车辆上可行，与传统换挡策略相比，实际运行车辆综合性能得到提升，达到预期研究目标。　　基于模糊控制器和开环PID型迭代学习控制器优化的综合换挡策略相较于传统换挡策略，在保证车辆动力性的同时，能够有效提升经济性。仿真结果显示，NEDC和FTP75工况下，百公里电耗分别降低了13.85%和12.88%，加速度略有恶化约为3.60%和4.54%。在加速度基本满足需求的情况下，经济性能提升效果显著。实车试验与仿真结果误差保持在7%以内，证明该综合换挡策略对真实车辆有效。
作者：	毕善汕
专业：	车辆工程
导师：	刘文光
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文