纯电动汽车双驱动力传动系统参数匹配与控制方法研究

发布时间：2020-10-11 06:26

　　 纯电动汽车以电动机为动力装置,以蓄电池为能量储存装置,与混合动力汽车相比,具有结构简单、噪音小和零排放等优点。纯电动汽车凭借广阔的产业化前景,在全球各地受到了广泛关注与高度重视。如何提升纯电动汽车的续驶里程和综合性能现已成为电动汽车技术的主要研究方向,而提高续驶里程除了依赖于蓄电池技术外,还受到诸多因素的影响,包括动力总成及其控制技术、高效的传动系统及功能全面的能量管理控制方法。本文针对纯电动汽车双驱动力传动系统的新构型开展研究工作,其具有的两个动力源能够依据不同工况在多个工作模式之间实现切换,可显著提升纯电动汽车续驶里程,大幅拓宽合成动力源驱动高效率区域范围。此外,该系统具备ECVT(Electric Continuously Variable Transmission)的功能,利用扩大变速系统的速比变化范围来有效提升纯电动汽车续驶里程,同时在保障行车安全性的前提下,让汽车制动能量回收更为高效,实现续驶里程的进一步提高。本文具体研究内容如下:(1)针对纯电动汽车双驱动力传动系统新构型的工作特性展开分析,并详述其各种工作模式,通过杠杆原理构建系统动力学模型,为后续匹配设计与控制方法研究提供基础。同时基于对电动汽车能耗与驱动电机工作特性的分析,对纯电动汽车双驱动力传动系统新构型的节能潜力及节能机理展开探讨。(2)探究整车性能和驱动电机系统功率之间的关系,构建峰值功率与最高车速、加速能力、爬坡能力的关系模型;对多种循环工况的需求功率分布情况进行分析,得出负荷功率概率,作为初步匹配设计的依据;基于上述工作进行动力传动系统参数初步匹配,利用构建的仿真平台对初步匹配参数的合理性进行验证;为提升整车性能,创建包含动力性与经济性指标的多目标优化函数,运用遗传算法对动力传动系统参数进行优化设计。(3)综合考虑动力传动系统各部件效率及各工作模式下动力传动系统效率对整车效率的影响,在保证整车动力性的前提下,以提高整车续驶里程为目标,制定基于逻辑门限的实时效率最优控制策略;另外考虑到驾驶意图对整车性能的影响,对驾驶意图进行科学分类,制定基于驾驶意图的实时优化控制策略,并对此展开仿真对比分析。(4)在分析关键部件动态特性的基础上,构建电机动态仿真模型、液压系统执行机构模型和湿式离合器/制动器动力学模型,为模式切换动态过程研究奠定基础;结合双驱动力传动系统各部件的工作特性和各工作模式特点,制定科学合理的模式切换控制流程;针对转速调节过程,提出电机、离合器/制动器的转矩协调控制方法;利用MATLAB/Simulink平台对各工作模式之间的模式切换过程完成仿真分析。(5)完成基础数据试验,为开展后续研究提供数据支撑,并对纯电动汽车双驱动力传动系统试验样机和试验台架进行设计加工,运用Matlab/Simulink及dSPACE平台对双驱动力传动系统控制程序及试验台架测控软件进行开发,完成基于dSPACE的纯电动汽车双驱动力传动系统台架试验系统开发;运用开发的台架试验系统完成纯电动汽车双驱动力传动系统的功能性试验。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：

来几年超过美国跃居全球首位[7-9]。世界主要国家的二氧化碳排放情况如图1.1所示，中国无疑是全球二氧化碳排放大国。汽车排放的其它污染物也已严重影响我国生态环境，大气中PM2.5、氮氧化物和二氧化硫含量问题非常严峻。目前，我国已面临石油供给、大气污染日益紧张的局面，促进交通运输领域的能源转型势在必行，发展新能源汽车已成为交通能源转型的必然趋势[10-14]。 图 1.1 世界主要国家二氧化碳排放情况 Fig. 1.1 The emissions of carbon dioxide for the major coun

1 绪 论 技术的日趋成熟，以及消费者对汽车性能，尤其是对驾驶舒适性不断提高，在纯电动汽车上采用自动变速器并对其进行综合控制和综合性能将成为发展趋势[34-36]。 纯电动汽车动力传动系统构型发展现状 同于其他新能源汽车，纯电动汽车完全由动力电池的电能驱动整基本结构主要由三个子系统组成：电力驱动子系统、能源子系统7]。某自主品牌纯电动汽车结构原理如图 1.2 所示。

1.3 纯电动汽车机械驱动布置形式结构原理示意图 .3 The structure of mechanical drive pure electric vehicle 合式构型 车企业采用的技术方案是在前述机械驱动布置构型后得到单电机-驱动桥组合式构型，其结构原理如图 1.和变速器，采用固定速比的减速器，动力传动系统更加还减小了整车质量和体积，方便整车布置，便于安装。主要销售的此构型纯电动汽车性能参数。 电机控制器电动机驱动桥
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙德蕾;;日本新能源汽车产业发展战略及对我国的启示[J];中外企业家;2015年34期

2 孙冰;;一个电动汽车发烧友的疯狂“实验”[J];中国经济周刊;2015年28期

3 杨鑫;史文钊;屈慰双;;基于系统动力学的中国石油供需预测分析[J];中国能源;2015年02期

4 万钢;;创造产业和市场发展的新生态[J];时代汽车;2015年Z1期

5 张庆;熊会元;于丽敏;;纯电动汽车转矩控制策略及仿真[J];计算机仿真;2014年12期

6 秦大同;杨官龙;胡明辉;刘永刚;林毓培;;基于驾驶意图的插电式混合动力汽车能量管理策略[J];吉林大学学报(工学版);2015年06期

7 赵轩;曹红;刘瑞;马建;;纯电动汽车驱动控制策略研究[J];微电机;2014年05期

8 彭宇君;陈慧勇;韩利伟;曾小华;宋大凤;王庆年;王继新;;双行星排式液驱混合动力汽车模式切换的协调控制[J];汽车工程;2014年05期

9 刘浩;钟再敏;敬辉;陈辛波;;分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真[J];汽车工程;2014年05期

10 黄万友;程勇;纪少波;李闯;张笑文;张海波;;基于最优效率的纯电动汽车驱动控制策略开发[J];汽车工程;2013年12期

相关博士学位论文 前7条

1 任秉韬;四轮驱动电动汽车转矩协调优化控制研究[D];吉林大学;2017年

2 成双银;盘式双转子对转永磁同步电机及其控制研究[D];湖南大学;2016年

3 宋攀;全线控四轮独立转向/驱动/制动电动汽车动力学集成控制研究[D];吉林大学;2015年

4 杨宇;轮毂电机驱动电动汽车的电制动特性研究[D];吉林大学;2013年

5 周飞鲲;纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D];吉林大学;2013年

6 张祺;中国石油进口依存度问题研究[D];武汉大学;2013年

7 王加雪;双电机混合动力系统参数匹配与协调控制研究[D];吉林大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 郭松;双永磁同步电机同步协调控制系统研究[D];江苏科技大学;2017年

2 赵伟辰;基于遗传算法的纯电动汽车动力总成参数匹配设计[D];吉林大学;2017年

3 贺春荣;混合动力系统模式切换平顺性优化控制[D];江苏大学;2017年

4 李成;混合动力汽车典型模式切换过程的控制策略及控制方法研究[D];合肥工业大学;2017年

5 祁华宪;基于驾驶意图识别的纯电动汽车模糊控制策略研究[D];合肥工业大学;2017年

6 孙颖;北京公交公司新能源汽车战略实施研究[D];北京工业大学;2016年

7 吴睿;基于动态特性的混合动力汽车模式切换控制研究[D];重庆大学;2016年

8 张运昌;纯电动轿车双电机耦合驱动系统构型与控制策略研究[D];吉林大学;2015年

9 邹艳丽;分布式驱动电动车轮胎动态特性建模与应用[D];吉林大学;2015年

10 张丽君;基于制动意图识别的纯电动客车制动控制策略研究[D];长安大学;2015年

本文编号：2836209