并联式混合动力汽车AMT无动力中断换档控制策略研究
发布时间：2021-02-20 18:23
为改善混合动力汽车的换档品质、经济性和动力性能,越来越多的混合动力汽车装配机械式自动变速器,目前针对混合动力传动系统的研究主要包括两个方面:动力传动系统的结构优化;动力传动系统的动态协调控制。机械式自动变速器具有传动效率高、结构简单、成本低等优点,但换档过程存在动力中断的问题。本文结合国家自然科学基金项目“极端行驶工况下HEV工作模式瞬态切换稳定性突变机理及失稳控制”（51705208）,以搭配机械式自动变速器AMT的P3并联式混合动力客车作为样车,研究混合动力传动系统无动力中断的换档控制策略。主要研究内容如下:首先,对P3并联式混合动力客车动力传动系统的结构特点和工作模式进行分析,结合发动机和驱动电机的试验数据进行建模,基于Simscape搭建试验样车的等效整车仿真模型,并对混合动力客车的动力性能进行仿真验证,仿真结果验证了所搭建模型的正确性。其次,对换档规律进行研究,分析了不同类型的换档规律,选择车速和加速踏板开度作为换档参数,针对装配机械式自动变速器AMT的P3并联式混合动力客车采用最佳经济性换档规律,并制定了最佳经济性换档曲线,基于Matlab/Simulink仿真平台建立了换...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近五年新能源汽车保有量
因此车辆能量的综合利用效率不显著。并联式混合动力汽车是通过发动机和驱动电机以并联的方式组合动力总成来进行驱动车辆，并联式混合动力汽车具有多种工作模式：混合驱动模式、内燃机驱动模式、纯电动模式、行车充电模式和制动能量回收模式，根据驾驶员的操作意图和车辆的行驶状态，通过各种工作模式的合理使用与切换能够提高整车的经济性能。混联式混合动力汽车具有串联式和并联式混合动力汽车的特点，因此动力总成系统结构比较复杂，并且制造成本较高。综合动力总成的复杂程度、能量效率、成本因素等分析，并联式混合动力汽车值得研究与推广应用。1.2 并联式混合动力汽车动力传动系统结构形式根据驱动电机在传动系统中布局位置的不同，可以将并联式混合动力汽车动力传动系统分类为如图 1.2 所示[8]。
图 1.3 HAMT 新型混合动力系统简图[12]Fig.1.3 Structure diagram of new hybrid powertrain system with HAMT两档变速器在不增加显著复杂性和质量的情况下，是提高电动车效率和性能的最适合的解决方案[14][15]。意大利的 Oerlikon Graziano 公司研发出单向离合器和摩擦离合器组合的两档变速器[16]，如图 1.4 所示，当单向离合器结合、摩擦离合器分离时对应一档驱动，当单向离合器分离、摩擦离合器结合时对应二档驱动，由于单向离合器的超越特性能够实现无缝换档。Sorniotti 等对换档过程中电机转矩需求、摩擦离合器执行机构的控制进行研究，对实现无缝换档过程中的转矩阶段和惯性阶段进行了仿真分析[17][18]。叶杰等利用极小值原理的最优控制算法对换档过程中的驱动电机、摩擦离合器的最优状态轨迹进行求解[19]，同时也提出换档过程分阶段的驱动电机协调控制策略[20]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多种混合动力系统构型的48 V技术应用现状与展望[J]. 董学锋,王军雷,梁金广. 汽车技术. 2019(01)
[2]我国新能源汽车产业现状及发展趋势的研究[J]. 许志海. 科技与创新. 2018(04)
[3]节能与新能源汽车传动技术的发展[J]. 徐向阳. 汽车安全与节能学报. 2017(04)
[4]浅析混合动力汽车动力系统的实现方式[J]. 闻坤,刘怀金,宋伟,邵奎柱. 轻型汽车技术. 2017(06)
[5]新能源汽车分类[J]. 徐辰,李伟绩. 国外电子测量技术. 2017(05)
[6]纯电动汽车无动力中断二速变速器的电机协调换挡控制[J]. 叶杰,赵克刚,黄向东,刘延伟,姚伟浩. 汽车工程. 2016(08)
[7]基于最优控制理论的电动汽车机械式自动变速器换档控制[J]. 方圣楠,宋健,宋海军,台玉琢,TRUONG Sinh Nguyen. 清华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]纯电动汽车续航里程提升措施分析[J]. 张尚生,刘敏,苑忠国. 汽车实用技术. 2016(05)
[9]单摩擦元件纯电动两档变速器换档最优控制[J]. 叶杰,黄向东,赵克刚,刘延伟,黄谢鑫. 机械工程学报. 2016(20)
[10]关于我国新能源汽车的现状及前景展望[J]. 梁旭升. 科技展望. 2016(10)
博士论文
[1]基于湿式离合器的商用车AMT动力传动系统一体化控制技术研究[D]. 金涵宇.吉林大学 2016
硕士论文
[1]轻型商用车AMT综合智能型换挡规律研究[D]. 张永明.江苏大学 2017
[2]双电机混合动力汽车无动力中断切换过程研究[D]. 周石磊.湖南大学 2017
[3]机械式自动变速器（AMT）换挡综合控制技术研究[D]. 何雄.湖南大学 2016
[4]纯电动客车综合换档规律研究[D]. 李顺波.吉林大学 2014
[5]并联混合动力汽车模式切换动态协调控制的仿真研究[D]. 李显阳.北京交通大学 2014
本文编号：3043160
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近五年新能源汽车保有量
因此车辆能量的综合利用效率不显著。并联式混合动力汽车是通过发动机和驱动电机以并联的方式组合动力总成来进行驱动车辆，并联式混合动力汽车具有多种工作模式：混合驱动模式、内燃机驱动模式、纯电动模式、行车充电模式和制动能量回收模式，根据驾驶员的操作意图和车辆的行驶状态，通过各种工作模式的合理使用与切换能够提高整车的经济性能。混联式混合动力汽车具有串联式和并联式混合动力汽车的特点，因此动力总成系统结构比较复杂，并且制造成本较高。综合动力总成的复杂程度、能量效率、成本因素等分析，并联式混合动力汽车值得研究与推广应用。1.2 并联式混合动力汽车动力传动系统结构形式根据驱动电机在传动系统中布局位置的不同，可以将并联式混合动力汽车动力传动系统分类为如图 1.2 所示[8]。
图 1.3 HAMT 新型混合动力系统简图[12]Fig.1.3 Structure diagram of new hybrid powertrain system with HAMT两档变速器在不增加显著复杂性和质量的情况下，是提高电动车效率和性能的最适合的解决方案[14][15]。意大利的 Oerlikon Graziano 公司研发出单向离合器和摩擦离合器组合的两档变速器[16]，如图 1.4 所示，当单向离合器结合、摩擦离合器分离时对应一档驱动，当单向离合器分离、摩擦离合器结合时对应二档驱动，由于单向离合器的超越特性能够实现无缝换档。Sorniotti 等对换档过程中电机转矩需求、摩擦离合器执行机构的控制进行研究，对实现无缝换档过程中的转矩阶段和惯性阶段进行了仿真分析[17][18]。叶杰等利用极小值原理的最优控制算法对换档过程中的驱动电机、摩擦离合器的最优状态轨迹进行求解[19]，同时也提出换档过程分阶段的驱动电机协调控制策略[20]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多种混合动力系统构型的48 V技术应用现状与展望[J]. 董学锋,王军雷,梁金广. 汽车技术. 2019(01)
[2]我国新能源汽车产业现状及发展趋势的研究[J]. 许志海. 科技与创新. 2018(04)
[3]节能与新能源汽车传动技术的发展[J]. 徐向阳. 汽车安全与节能学报. 2017(04)
[4]浅析混合动力汽车动力系统的实现方式[J]. 闻坤,刘怀金,宋伟,邵奎柱. 轻型汽车技术. 2017(06)
[5]新能源汽车分类[J]. 徐辰,李伟绩. 国外电子测量技术. 2017(05)
[6]纯电动汽车无动力中断二速变速器的电机协调换挡控制[J]. 叶杰,赵克刚,黄向东,刘延伟,姚伟浩. 汽车工程. 2016(08)
[7]基于最优控制理论的电动汽车机械式自动变速器换档控制[J]. 方圣楠,宋健,宋海军,台玉琢,TRUONG Sinh Nguyen. 清华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]纯电动汽车续航里程提升措施分析[J]. 张尚生,刘敏,苑忠国. 汽车实用技术. 2016(05)
[9]单摩擦元件纯电动两档变速器换档最优控制[J]. 叶杰,黄向东,赵克刚,刘延伟,黄谢鑫. 机械工程学报. 2016(20)
[10]关于我国新能源汽车的现状及前景展望[J]. 梁旭升. 科技展望. 2016(10)
博士论文
[1]基于湿式离合器的商用车AMT动力传动系统一体化控制技术研究[D]. 金涵宇.吉林大学 2016
硕士论文
[1]轻型商用车AMT综合智能型换挡规律研究[D]. 张永明.江苏大学 2017
[2]双电机混合动力汽车无动力中断切换过程研究[D]. 周石磊.湖南大学 2017
[3]机械式自动变速器（AMT）换挡综合控制技术研究[D]. 何雄.湖南大学 2016
[4]纯电动客车综合换档规律研究[D]. 李顺波.吉林大学 2014
[5]并联混合动力汽车模式切换动态协调控制的仿真研究[D]. 李显阳.北京交通大学 2014
本文编号：3043160
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