基于模式切换的PHEV协调控制策略研究
发布时间：2021-05-13 10:24
节能环保型的新能源汽车已成为汽车产业的研发和生产重点,但受制于动力电池的技术瓶颈,燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle,FCV）的技术安全性和高昂的生产成本,结合传统发动机和电机驱动的混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle,HEV）仍是目前的主要研究热点。由于HEV包含多种驱动模式,模式切换过程中易造成整车输出转矩波动、动力中断和换挡冲击,因此动力源间的匹配与优化、整车效率优化的动态过程协调控制是解决这些问题的关键技术。针对行星齿轮动力耦合机构的并联混合动力汽车（Parallel Hybrid Electrical Vehicle,PHEV）,以减小驱动模式切换过程中的输出转矩波动、提高整车最优效率及燃油经济性为研究目的,主要开展了如下研究工作:针对PHEV的传动系统构成特点,确定了构成传动系统的各个关键部件参数,建立了部件的动力学模型。采用模拟杠杆原理,对实现动力耦合和分配的行星齿轮结构进行了转速和转矩特性分析。在此基础上,归纳了PHEV的驱动模式,为抑制模式切换过程中的转矩波动和提高整车效率奠定了基础。针对驱动模式切换过程中输出转矩的波动,采用...
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 HEV发展现状
1.3 驱动模式协调控制策略发展现状
1.3.1 基于模型预测的协调控制策略
1.3.2 基于干扰补偿的协调控制策略
1.3.3 发动机转矩在线估计控制
1.4 输出转矩波动抑制控制策略研究现状
1.5 整车效率优化协调控制策略研究现状
1.5.1 效率瞬时优化策略
1.5.2 效率全局优化方法
1.5.3 效率智能型优化方法
1.6 本文主要研究内容
1.6.1 论文研究内容
1.6.2 论文章节安排
第2章 PHEV结构特性分析
2.1 引言
2.2 传动系统结构
2.2.1 驱动系统参数
2.2.2 动力电池参数
2.2.3 动力耦合结构
2.2.4 变速机构参数
2.3 驱动工作模式
2.4 本章小结
第3章 PHEV转矩波动抑制协调控制策略研究
3.1 引言
3.2 转矩分配策略
3.2.1 目标需求转矩预测
3.2.2 驱动模式转矩需求范围
3.3 动力源及传动系统控制
3.3.1 发动机控制
3.3.2 电机控制
3.3.3 离合器控制
3.4 协调控制策略
3.4.1 驱动模式切换归类
3.4.2 电驱动至有发动机参与的驱动模式切换控制策略
3.4.3 含离合器状态改变的驱动模式切换控制策略
3.4.4 不含离合器状态改变的驱动模式切换控制策略
3.5 总体驱动切换控制策略
3.6 驱动模式切换的限制
3.7 协调控制策略仿真
3.7.1 仿真方法及模型
3.7.2 仿真结果
3.8 本章小结
第4章 PHEV驱动切换协调控制器设计
4.1 引言
4.2 控制器系统模型
4.3 主控制器
4.4 从控制器
4.5 控制器验证条件
4.6 控制器仿真结果
4.7 本章小结
第5章 PHEV效率最优协调控制策略研究
5.1 引言
5.2 传动系统效率
5.2.1 充电状态下驱动系统效率
5.2.2 放电状态下驱动系统效率
5.3 发动机效率
5.4 动力电池效率
5.5 传动系统综合效率
5.6 效率最优协调控制策略
5.7 仿真结果及实验验证
5.7.1 BCS控制策略
5.7.2 功率特性
5.7.3 燃油经济性
5.8 本章小结
第6章 PHEV驱动模式切换及转矩波动抑制试验
6.1 引言
6.2 HIL台架实验系统
6.2.1 HIL实验系统工作原理
6.2.2 数据采集及控制系统
6.3 实验结果及分析
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 主要创新点及未来研究方向
参考文献
缩略词汇表
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]“十三五”我国纯电动汽车战略规划分析[J]. 于保军,于文函,孙伦杰,司苏美. 汽车工业研究. 2018(02)
[2]双电机耦合系统驱动模式切换控制策略研究[J]. 胡明辉,陈爽,曾剑峰. 机械工程学报. 2017(14)
[3]并联式混合动力汽车驱动模式切换协调控制方法[J]. 王伟华,王文楷,冯博,范永凯. 交通运输工程学报. 2017(02)
[4]新能源汽车发展影响因素分析及保有量预测[J]. 童芳,兰凤崇,陈吉清. 科技管理研究. 2016(17)
[5]双轴驱动混合动力车辆能量管理策略[J]. 江冬冬,李道飞,俞小莉. 浙江大学学报(工学版). 2016(12)
[6]我国新能源汽车发展分析[J]. 岳欣,王运静,吴倩,屈小梭. 环境保护. 2016(09)
[7]纯电动汽车双电机耦合驱动系统的模式切换研究[J]. 王硕,郭兴众,高文根,孙驷洲. 安徽工程大学学报. 2016(02)
[8]后置双轴式AMT混合动力汽车动力性能研究[J]. 宋骏,褚超美,汤海川,陈洁婧. 机械传动. 2016(04)
[9]变速器行星齿轮机构等强度优化设计[J]. 焦万铭,杨珏,马飞,张文明. 农业机械学报. 2015(01)
[10]ISG型混合动力汽车驱动工况控制策略的试验研究[J]. 叶心,叶明,罗勇. 汽车工程. 2013(10)
博士论文
[1]车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究[D]. 杜常清.武汉理工大学 2009
[2]基于机械自动变速的轻度混合动力传动系统综合控制研究[D]. 叶明.重庆大学 2006
[3]并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究[D]. 童毅.清华大学 2004
硕士论文
[1]基于动态规划的并联混合动力汽车能量优化仿真研究[D]. 宋炳玉.吉林大学 2017
[2]CVT插电式混合动力系统驱动模式切换过程的平顺性研究[D]. 罗松.重庆大学 2017
[3]双离合器式混合动力传动系统模式切换品质仿真研究[D]. 王印束.吉林大学 2009
[4]基于AMT的轻度混合动力汽车换挡品质研究[D]. 丁李辉.重庆大学 2007
[5]并联混合动力汽车模式切换中的协调控制问题研究[D]. 冀尔聪.吉林大学 2006
本文编号：3183848
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 HEV发展现状
1.3 驱动模式协调控制策略发展现状
1.3.1 基于模型预测的协调控制策略
1.3.2 基于干扰补偿的协调控制策略
1.3.3 发动机转矩在线估计控制
1.4 输出转矩波动抑制控制策略研究现状
1.5 整车效率优化协调控制策略研究现状
1.5.1 效率瞬时优化策略
1.5.2 效率全局优化方法
1.5.3 效率智能型优化方法
1.6 本文主要研究内容
1.6.1 论文研究内容
1.6.2 论文章节安排
第2章 PHEV结构特性分析
2.1 引言
2.2 传动系统结构
2.2.1 驱动系统参数
2.2.2 动力电池参数
2.2.3 动力耦合结构
2.2.4 变速机构参数
2.3 驱动工作模式
2.4 本章小结
第3章 PHEV转矩波动抑制协调控制策略研究
3.1 引言
3.2 转矩分配策略
3.2.1 目标需求转矩预测
3.2.2 驱动模式转矩需求范围
3.3 动力源及传动系统控制
3.3.1 发动机控制
3.3.2 电机控制
3.3.3 离合器控制
3.4 协调控制策略
3.4.1 驱动模式切换归类
3.4.2 电驱动至有发动机参与的驱动模式切换控制策略
3.4.3 含离合器状态改变的驱动模式切换控制策略
3.4.4 不含离合器状态改变的驱动模式切换控制策略
3.5 总体驱动切换控制策略
3.6 驱动模式切换的限制
3.7 协调控制策略仿真
3.7.1 仿真方法及模型
3.7.2 仿真结果
3.8 本章小结
第4章 PHEV驱动切换协调控制器设计
4.1 引言
4.2 控制器系统模型
4.3 主控制器
4.4 从控制器
4.5 控制器验证条件
4.6 控制器仿真结果
4.7 本章小结
第5章 PHEV效率最优协调控制策略研究
5.1 引言
5.2 传动系统效率
5.2.1 充电状态下驱动系统效率
5.2.2 放电状态下驱动系统效率
5.3 发动机效率
5.4 动力电池效率
5.5 传动系统综合效率
5.6 效率最优协调控制策略
5.7 仿真结果及实验验证
5.7.1 BCS控制策略
5.7.2 功率特性
5.7.3 燃油经济性
5.8 本章小结
第6章 PHEV驱动模式切换及转矩波动抑制试验
6.1 引言
6.2 HIL台架实验系统
6.2.1 HIL实验系统工作原理
6.2.2 数据采集及控制系统
6.3 实验结果及分析
6.4 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 主要创新点及未来研究方向
参考文献
缩略词汇表
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]“十三五”我国纯电动汽车战略规划分析[J]. 于保军,于文函,孙伦杰,司苏美. 汽车工业研究. 2018(02)
[2]双电机耦合系统驱动模式切换控制策略研究[J]. 胡明辉,陈爽,曾剑峰. 机械工程学报. 2017(14)
[3]并联式混合动力汽车驱动模式切换协调控制方法[J]. 王伟华,王文楷,冯博,范永凯. 交通运输工程学报. 2017(02)
[4]新能源汽车发展影响因素分析及保有量预测[J]. 童芳,兰凤崇,陈吉清. 科技管理研究. 2016(17)
[5]双轴驱动混合动力车辆能量管理策略[J]. 江冬冬,李道飞,俞小莉. 浙江大学学报(工学版). 2016(12)
[6]我国新能源汽车发展分析[J]. 岳欣,王运静,吴倩,屈小梭. 环境保护. 2016(09)
[7]纯电动汽车双电机耦合驱动系统的模式切换研究[J]. 王硕,郭兴众,高文根,孙驷洲. 安徽工程大学学报. 2016(02)
[8]后置双轴式AMT混合动力汽车动力性能研究[J]. 宋骏,褚超美,汤海川,陈洁婧. 机械传动. 2016(04)
[9]变速器行星齿轮机构等强度优化设计[J]. 焦万铭,杨珏,马飞,张文明. 农业机械学报. 2015(01)
[10]ISG型混合动力汽车驱动工况控制策略的试验研究[J]. 叶心,叶明,罗勇. 汽车工程. 2013(10)
博士论文
[1]车用并联混合动力系统瞬态过程控制技术研究[D]. 杜常清.武汉理工大学 2009
[2]基于机械自动变速的轻度混合动力传动系统综合控制研究[D]. 叶明.重庆大学 2006
[3]并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究[D]. 童毅.清华大学 2004
硕士论文
[1]基于动态规划的并联混合动力汽车能量优化仿真研究[D]. 宋炳玉.吉林大学 2017
[2]CVT插电式混合动力系统驱动模式切换过程的平顺性研究[D]. 罗松.重庆大学 2017
[3]双离合器式混合动力传动系统模式切换品质仿真研究[D]. 王印束.吉林大学 2009
[4]基于AMT的轻度混合动力汽车换挡品质研究[D]. 丁李辉.重庆大学 2007
[5]并联混合动力汽车模式切换中的协调控制问题研究[D]. 冀尔聪.吉林大学 2006
本文编号：3183848
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