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原文传递纯电动汽车动力传动系统参数匹配与综合控制研究

论文题名：	纯电动汽车动力传动系统参数匹配与综合控制研究
关键词：	纯电动汽车;动力传动系统;参数匹配;协调控制
摘要：	能源危机、环境污染以及温室效应等问题的日益严重,对汽车行业提出了更高的节能减排要求,除了进一步对传统汽车进行技术创新提高节能减排效果外,发展新能源汽车已成汽车行业变革的必然趋势。纯电动汽车由于具有高效、节能、终端零排放等特点,因而受到了世界范围内的广泛关注。各国政府及汽车企业均已将纯电动汽车产业化作为其发展目标,这同时也对纯电动汽车技术水平以及整车性能的提高提出了更为迫切的实际需求。研究纯电动汽车动力传动系统参数匹配与综合控制,对于提高纯电动汽车整车技术及性能水平具有重要的理论意义。　　本文依托重庆市自然科学基金重点项目“电动汽车动力传动系统匹配优化与综合控制”(2011BA3019)以及重庆市科技攻关项目“纯电动微型轿车研发及示范应用”(2010AA6046),开展了纯电动汽车动力传动系统参数匹配与综合控制研究,主要研究内容如下: 　　(1)纯电动汽车动力传动系统参数匹配。对整车动力性能与动力传动系统参数的关系进行了研究分析,得出了加速能力、爬坡能力和最高车速与动力传动系统参数之间的关系模型;对变速器挡位数与动力传动系统其他参数之间的关系进行了研究,得到了变速器挡位数与1挡额定点车速的关系模型。在此基础上得到了电机峰值功率与变速器挡位数匹配图,以动力性和成本为约束条件完成了电机峰值功率与变速器挡位数的解耦匹配,并在此基础上完成了其他电机参数的匹配;然后以动力性为约束条件,采用遗传算法对变速器各挡位速比进行了NEDC工况下的经济性优化,获得了变速器的最优速比;最后根据续驶里程以及电机功率等级、电压等级等参数完成了动力电池的参数匹配。　　(2)纯电动汽车自动起步控制策略研究。对纯电动汽车定转矩起步控制策略进行了仿真分析,分析了定转矩起步控制策略的优缺点;然后研究了不同道路环境下汽车起步过程中电机输出转矩与制动器相互作用的关系,以起步时间短、冲击小、无倒溜、坡道自适应为目标,提出了基于驱动电机与制动器协调控制的坡道自适应自动起步控制策略;最后针对制动器不能参与自动起步协调控制过程的车辆,研究了驱动电机的堵转特性,提出了基于电机堵转特性的坡道自适应自动起步控制策略。　　(3)纯电动汽车驱动控制策略研究。为了解决纯电动汽车动力性和操控性难以同时兼顾的问题,将驾驶员意图分为稳态意图和动态意图,稳态意图用于保证车辆的操控性,动态意图用于保证车辆的动力性,在此基础上提出了一种基于驾驶员意图识别的纯电动汽车动力性驱动控制策略。研究了动力电池的功率输出特性以及电动附件对整车动力性的影响规律,在此基础上提出了一种综合考虑动力性、安全性以及舒适性的纯电动汽车电动附件与驱动电机综合能量管理策略,该策略将纯电动汽车能耗系统的工作状态分为正常、一级欠功率和二级欠功率三类,并针对能量管理较复杂的一级欠功率工作状态,提出了“特殊工况安全优先,非特殊工况协调控制”的解决方案。　　(4)纯电动汽车AMT换挡控制策略研究。以纯电动汽车无离合器AMT为研究对象,对纯电动汽车动力性换挡规律与经济性换挡规律的获取方法进行了理论研究,然后又对动力性换挡规律与经济性换挡规律在整车动力性与经济性两个方面的差异进行了仿真分析,在此基础上提出了一种兼顾动力性与经济性的综合换挡策略。详细分析了纯电动汽车无离合器AMT的换挡过程,研究了换挡冲击的产生机理和换挡过程打齿现象产生的原因,在此基础上提出了一种基于驱动电机与换挡执行机构并行协调控制的纯电动汽车无离合器AMT换挡过程控制策略。　　(5)纯电动汽车整车控制系统开发与试验研究。搭建了纯电动汽车动力传动系统综合试验台架,基于Matlab/Simulink开发环境和dSPACE平台开发了纯电动汽车整车控制程序和试验台架测控软件。基于Protel DXP软件设计了整车控制器硬件电路原理图,基于Code Warrior集成开发环境开发了基于μC/OS-II的纯电动汽车整车控制软件,完成了整车控制器的软硬件开发。进行了台架试验和实车道路试验,试验结果部分验证了本文提出的控制策略的正确性和有效性。
作者：	陈淑江
专业：	车辆工程
导师：	秦大同
授予学位：	博士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文