电动汽车驱动工况下的整车控制策略研究

发布时间：2017-04-27 04:10

  本文关键词：电动汽车驱动工况下的整车控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着能源危机和环境污染的日益加重，电动汽车的发展必然是汽车行业发展的趋势。目前，电动汽车发展由于受某些关键技术限制而面临阻碍。电动汽车控制技术是电动车发展的关键技术之一，且控制系统的性能直接影响电动汽车的性能指标。本文结合重庆市自然科学基金项目“电动汽车动力传动系统匹配优化及综合控制研究”，进行了电动汽车动力传动系统参数匹配研究，，分析了驱动工况的运行特性，进行了电动汽车驱动工况下的控制策略研究。并通过建立整车仿真模型进行了驱动工况下整车控制策略可行性的验证。其主要内容如下： ①分析了电动汽车动力传动系统结构及匹配设计流程；根据整车性能要求，并考虑电动机的工作特性、电池的工作特性及传动系统参数对整车性能的影响，对驱动电机、电池及传动系主要性能参数进行了匹配研究。重点研究了电机峰值功率和最高转速的选取方法及扩大恒功率系数对动力传动系统参数匹配的影响，得出有效的匹配设计方法。 ②分析了纯电动汽车整车控制系统的结构及电动汽车在实际的行驶中需要整车控制系统执行的功能和任务。根据控制系统的功能定义，针对纯电动汽车动力传动系统制定了整车驱动控制策略和保护电机安全工作的电机过载管理策略；提出了驱动工况下的经济性换挡控制策略。同时，在驱动控制策略中也考虑了附件能耗的影响。 ③在兼顾整车动力性和经济性的前提下，结合电动汽车在驱动工况下的行驶特性，提出了将整车在驱动工况下的运行状态分为四种模式的方法并分析了四种模式之间的逻辑关系；以起步、加速等典型工况为例进行了动力学分析，研究了起步、加速、跛行行车等工况下的驱动控制策略。重点研究了加速转矩补偿控制策略，开发了应用模糊控制算法，以加速踏板开度及变化率为输入，扭矩增量为输出的驾驶员意图识别控制器。 ④在MATLAB/Simulink的软件环境下，建立了整车仿真模型。整车仿真模型包含了驾驶员模块、整车控制器模块、电机模块、电池模块、变速器模块等模块。基于提出的控制策略及建立的仿真模型，进行了电动汽车整车性能验证及起步、加速、爬坡、跛行行车等驱动工况下的控制策略仿真分析和比较。
【关键词】：电动汽车 参数匹配 驱动工况 控制策略 仿真
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 选题背景及意义8-9
• 1.2 电动汽车国内外研究状况9-14
• 1.2.1 国外纯电动汽车的研究状况9-13
• 1.2.2 国内纯电动汽车的研究状况13-14
• 1.3 纯电动汽车的关键技术研究14-17
• 1.4 课题研究的目的及主要内容17-20
• 1.4.1 课题研究目的17-18
• 1.4.2 课题研究内容18-20
• 2 纯电动汽车动力传动系统参数匹配20-36
• 2.1 纯电动汽车动力传动系统结构20
• 2.2 动力传动参数匹配设计流程20-21
• 2.3 纯电动汽车整车参数及性能指标21-23
• 2.4 纯电动汽车动力传动系统参数匹配23-35
• 2.4.1 驱动电机参数匹配23-32
• 2.4.2 传动比参数匹配32-33
• 2.4.3 电池参数匹配33-35
• 2.5 动力传动系统匹配结果35
• 2.6 本章小结35-36
• 3 纯电动汽车整车驱动控制策略研究36-46
• 3.1 整车控制系统结构及功能36-38
• 3.1.1 控制系统结构36-37
• 3.1.2 控制系统的功能定义37-38
• 3.2 基本驱动控制研究38-39
• 3.3 电机过载管理39-41
• 3.4 驱动工况下的经济性换挡控制策略研究41-44
• 3.5 考虑附件能耗影响的管理策略44
• 3.6 本章小结44-46
• 4 典型工况下电动汽车动力学分析及控制策略研究46-66
• 4.1 纯电动汽车驱动工况下行驶逻辑状态46-47
• 4.2 起步工况动力学分析及控制策略47-52
• 4.2.1 起步过程动力学分析47-49
• 4.2.2 起步控制策略研究49-52
• 4.3 加速工况动力学分析及控制策略52-60
• 4.3.1 加速过程动力学分析52
• 4.3.2 加速特性分析52-54
• 4.3.3 加速转矩补偿控制54-60
• 4.4 跛行行车模式驱动控制策略60-65
• 4.4.1 跛行行车模式判断60-62
• 4.4.2 失效模式下跛行控制策略62-63
• 4.4.3 能量限制下跛行控制策略63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 整车仿真建模及驱动工况控制策略仿真研究66-86
• 5.1 整车仿真模型66-73
• 5.1.1 驾驶员模型67-68
• 5.1.2 控制器模型68-70
• 5.1.3 电机模型70-71
• 5.1.4 电池模型71-72
• 5.1.5 变速器模型72
• 5.1.6 电动附件及能耗计算模块72-73
• 5.2 驱动控制策略仿真研究73-84
• 5.2.1 整车驱动控制策略验证73-77
• 5.2.2 起步控制策略仿真验证77-78
• 5.2.3 加速转矩补偿控制策略78-83
• 5.2.4 跛行回家模式仿真83-84
• 5.3 本章小结84-86
• 6 总结与展望86-88
• 致谢88-90
• 参考文献90-94
• 附录94
• A．作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文94
• B．作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目94

【参考文献】

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本文编号：329884