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基于链传动耦合器的混合动力汽车控制策略的研究
| 论文题名： | 基于链传动耦合器的混合动力汽车控制策略的研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车控制策略;联合仿真;齿形链系统;链传动耦合器 |
| 摘要： | 本文在国家自然科学基金项目“齿形链的变异机理及其关键设计技术（51775222）”和吉林省科技发展计划重点研发项目“乘用车混合动力用发动机正时链系统关键技术研究（20200401136GX）”的联合支持与资助下完成。混合动力汽车的控制策略研究是新能源汽车的一个重要研究领域，动力耦合装置作为确保控制策略能够准确执行的关键部件，已成为整车设计的重点内容之一。本文基于市面上某款混联式混合动力汽车构型，在充分考虑齿形链系统特性的基础上，将链传动耦合器作为混合动力汽车的动力耦合装置。本文针对基于链传动耦合器的混合动力汽车控制策略进行研究，具体研究内容如下： 第一，通过对比分析基于规则控制策略、基于优化控制策略和基于智能算法控制策略的不同特点，结合链传动耦合器的工作原理，制定出可满足“燃油经济性为主、兼顾整车动力性”控制要求的基于规则的电动机辅助控制策略，并在Simulink平台系统搭建控制策略模型。 第二，基于汽车仿真软件CRUISE，搭建汽车整车仿真模型，通过将动力源计算结果输入到仿真模块，利用仿真平台的接口进行策略与模型的联合仿真。仿真结果表明，整车可以按照控制策略的设计要求，将发动机控制在高效转矩区间工作并顺利实现整车工作模式切换。通过在仿真模型中设置不同的动力电池初始SOC值，验证了发动机可在合适的时间点启动发电机，并促进动力电池荷电状态的提高。仿真结果显示，运用了本控制策略的混合动力汽车，其燃油经济性提高了15%以上，且能够满足整车动力性能要求，混合动力百公里加速时间和纯电动50km/h加速时间均在原构型基础上有所降低，整车最大车速在设计基础上提升了35%以上，进一步验证了该控制策略设计的有效性。 第三，建立链传动耦合器的多体动力学仿真模型，以典型汽车循环工况下动力耦合部分的几组转速作为链传动系统的驱动负载，分析链传动耦合器的动态特性。分别计算系统中链板运行轨迹、链板与链轮啮合接触力等，计算结果表明：在该控制策略下，齿形链系统具有良好的运动稳定性，动态特性良好，啮合接触力和链节间张力均在安全范围内，瞬时传动比误差较小，其最大值不超过1%。 综上所述，本文所提出的基于链传动耦合器的混合动力汽车的控制策略切实可行，在满足链传动耦合器动态特性的同时，能够最大程度满足整车经济性、动力性的要求。 |
| 作者： | 王天娇 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 程亚兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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