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重度混合动力汽车耦合机构设计及模式切换控制
| 论文题名： | 重度混合动力汽车耦合机构设计及模式切换控制 |
| 关键词： | 重度混合动力汽车;耦合机构设计;模式切换控制;整车仿真模型 |
| 摘要： | 身处呼唤“低碳、绿色、环保”的时代，不但要求人们注重节约能源，而且要求更加注重绿色环保，以实现社会的可持续发展。相比传统汽车，新能源汽车普遍具有能耗低、污染小的优点，对于解决当今世界资源枯竭问题和严重的环境问题具有重要意义。在燃料电池汽车和纯电动汽车关键技术未取得突破性进展情况下，发展混合动力汽车成为解决当前问题最有效的方案。 混合动力汽车的核心部分是动力耦合机构，设计一种结构紧凑、工作模式齐全、控制方便的动力耦合机构是混合动力汽车成功的关键。本文通过对比分析国内外现有混合动力汽车所用的动力耦合机构的优劣，设计出一种新型耦合机构。然后针对所设计的耦合机构组成的混合动力系统，制定了模式切换控制策略，进行仿真分析和台架试验，以确定耦合机构的可靠性。 本文以单电机、CVT式重度混合动力轿车为研究对象，对由纯电动模式切换到发动机单独驱动的动态过程的控制策略和方法进行了研究。当需要起动发动机时，ISG电机在驱动整车行驶的同时必须提供适当扭矩起动发动机。此过程涉及离合器的接合过程，须控制各部件协调工作，以便平稳迅速地起动发动机。本文的研究内容主要体现在以下几个方面： ①首先介绍了几种典型的混合动力汽车动力耦合机构，分析了部分耦合系统的优缺点。然后根据混合动力汽车系统的功能要求，设计出一种新型的耦合机构，并对混合动力系统的各工作模式下的耦合特性进行了分析。 ②对动力耦合机构的湿式多片离合器、压盘、回位弹簧、输入轴、输出轴等进行了零部件设计、对轴承和花键进行了校核，并对关键零部件进行了三维建模。 ③基于重度混合动力轿车的系统进行了动力学分析，建立发动机模型、电机的动态模型、湿式多片离合器模型、耦合机构模型、转速模型和整车前向动力学模型等。 ④在模式切换控制策略方面，首先介绍了控制策略的实现方法。然后对重度混合动力轿车的运行区域进行划分，确定各运行模式的边界以及相应动力源的目标扭矩。设计了湿式多片离合器的模糊控制器、制定了CVT的速比控制策略。在能量管理策略的基础上，制定了纯电动向其它模式间切换的扭矩协调控制策略。 ⑤基于Matlab/Simulink的整车仿真模型，对重度混合动力模式切换过程进行仿真研究，以验证重度该混合动力系统能顺利的实现该过程。在测功机未加载、不同车速、不同坡度等不同条件下，对行进中电机起动发动机进行台架试验，验证所制定的扭矩协调控制策略对降低模式切换过程的扭矩波动与冲击度，提高汽车行驶的平顺性的有效性。 |
| 作者： | 赵江灵 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 刘振军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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