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PHEV新型机电耦合系统模式切换与协调控制研究
| 论文题名： | PHEV新型机电耦合系统模式切换与协调控制研究 |
| 关键词： | 插电式混合动力汽车;双电机耦合机构;协调控制;切换平顺;HiL测试;控制策略 |
| 摘要： | 我国以纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”的研发布局，是“十四五”汽车产业规划战略，其中以机电耦合低碳化作为节能汽车的发展重点。插电式混合动力汽车（PHEV）解决了纯电驱动“里程焦虑”问题，又能兼顾高效节能，但PHEV多能源动力系统集成是亟需解决的关键技术。尤其是以集成双电机多模动力总成为代表的PHEV，在提升经济性与动力性的同时，带来了能量管理策略复杂、模式切换频繁等诸多问题，如何选择合适的切换策略与控制方法，对抑制整车转矩波动、纵向冲击，进而提升汽车的平顺性和舒适性具有相当重要的意义。本文依托国家重点研发计划“新能源汽车专项”，展开对某新型双电机混合动力耦合PHEV进行模式切换协调控制研究，主要研究包括： 首先，分析新型双电机耦合机构的动力耦合机理，明确系统各部件参数；建立了发动机、电机、离合器、传动系统等关键部件以及整车纵向动力学仿真模型；分析系统可行工作模式以及各模式下各部件的工作状态、能量传递路径以及系统的状态方程，为进一步设计模式切换协调控制策略提供基础。 其次，选取涉及单离合器动作的纯电驱动至发动机驱动模式切换过程作为研究对象，将此过程分为纯电驱动、发动机起动、离合器接合、转矩补偿、发动机单独驱动阶段，分析各阶段的工作特性，提出基于模糊控制算法的模式切换优化控制策略。仿真结果表明，切换过程整车最大冲击度降低了73.5%，车辆平顺性得到了提升。 进一步选取涉及多离合器动作的双电机纯电驱动至“双电机+发动机”混合驱动切换过程作为研究对象，分析离合器工作顺序后得到采用先分离离合器C2、同时接合离合器C1、C3为离合器最佳接合序列。对各离合器接合与分离过程进行综合协调控制，在缩短了切换时间的同时，整车冲击度下降79.9%，有效提升该切换过程的车辆平顺性。 最后，搭建了硬件在环仿真测试平台，将本文所制定的模式切换协调控制策略进行HiL测试，测试验证结果表明，本文所提出的分别针对单个离合器和多个离合器控制的协调控制策略与离线仿真结果趋势一致，验证了控制策略的有效性和实用性。 |
| 作者： | 张弛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 汪少华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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