并联混合动力汽车离合器控制系统研究

发布时间：2020-08-27 19:13

【摘要】：新能源汽车是《中国制造2025》重点发展的十大领域之一。新能源汽车的种类及结构形式多种多样。由于受电池、储能系统及国家电路电网技术的限制,混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)已成为新能源汽车开发的热点。而混合动力汽车传动系统中极其重要的部件就是耦合器和离合器,它们起到控制车辆运行时的动力传递、辅助换挡、防止传动系过载、及中断或实现能量传递的作用。由于驾驶者面对的路况及交通环境具有不确定性,车辆本身是非线性、时变系统,建立精确可靠的离合器控制模型十分困难。通过对耦合器及离合器控制的核心技术进行深入分析与研究,以并联混合动力汽车重要的动力切换与传递部件耦合器为研究对象,研究了其工作原理及能量传输路线,并在Simulink建模仿真,为进一步研究离合器控制系统提供重要参数。分析了离合器的评价指标、接合参数及模型,提出了基于专家经验的逻辑门限值离合器控制,建立了系统的二级控制模型,并进行了仿真验证。为进一步提高离合器控制系统的智能性、鲁棒性,将该离合器控制系统里的滑摩阶段再判断常值参数进行了优化,变为基于模糊规则的可动态调整参数。最后,搭建了离合器、耦合器控制系统实验台架,进行了离合器控制的实验研究,实验结果表明所设计的离合器控制系统具有很好的控制效果,系统响应速度更快、适应性更强。
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.7;U463.211
【图文】：

电动汽车可分为三类：氢燃料电池电动汽车（FCEV-FuelCellElectricVehicle）、纯电动汽车（PEV-PureBatteryElectricVehicle）和混合动力电动汽车（HEV-HybridElectricVehicle），如图1.1所示。电动汽车氢燃料电池电动汽车纯电动汽车混合动力汽车图1.1 电动汽车分类（1）燃料电池汽车燃料电池电动汽车是指将燃料化学能转化为电池电能的电动汽车。目前，燃料电池汽车仍处于研发试验阶段,面临的挑战主要有安全问题、储氢技术、成本问题。（2）纯电动汽车全球首辆电动车由安德森于1939年设计，用于储存能量的电池存在不能再充的缺陷。而后来出现的电动汽车受蓄电池容量限制，车速不高。近年，我国电动汽车研究已取得显著成果。著名的有比亚迪和奇瑞等。由于蓄电池容量还没有突破，因此开发大型电动汽车受到限制而小型及微型电动汽车比较合适。纯电动汽车面临的挑战主要有三大方面：1）将污染转移到了电厂，并不是真正意义上的环保。2）需要充电站且充电慢。虽然有快充技术，但快充是需要牺牲蓄电池寿命 的

换成机械能。虽然发动机的一部分功率转为电功率传输，有能量损失，降低了这一部分功率的传输效率。但整体看来，混动系统的总体效率提高了。下面主要介绍输入式功率分流，以行星齿轮耦合器为例，如图2.1所示。发动机发电机 电动机输出链条输入轴输出轴图2.1 行星齿轮耦合器功率流动

此重新汇合的耦合器，是输入式功率分流耦合器。2.2 行星齿轮耦合器丰田公司比较经典的耦合机构为如图2.2 所示的以行星齿轮机构为核心部件的PSD 装置（Power-SplitDevice）。用该行星齿轮机构耦合装置可使混合动力汽车实现无级变速（ElectricContinuously Variable Transmission, EVT）。该结构使整车布置省去变速箱结构总成从而降低车身重量，使车辆拥有更高的燃油经济性，更好的动力性。虽然其机械结构紧凑，但控制系统复杂。从图2.2中可看出，该混合动力系统用一台发动机、2台电动机混合驱动车辆。其中齿圈通过扭转减震器与左端功率较大的电动机MG2 连接。该电机为主驱动电机，可通过齿圈右端的转动链与主减速器输入端连接，经差速器传递驱动力直接驱动车辆。而功率较小的电动机MG1通过扭转减震器与太阳轮连接，主要用于发电。该系统可用杠杆分析法建立模型。图2.2 行星齿轮耦合器混合动力汽车

【参考文献】

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本文编号：2806507