纯电动汽车经济性换档规律研究与控制器开发

发布时间：2017-07-25 20:16

  本文关键词：纯电动汽车经济性换档规律研究与控制器开发

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【摘要】：在当今世界能源危机、资源匮乏的大环境下以及大气污染不断加剧的背景下,纯电动汽车的研发任务迫在眉睫。很多的纯电动汽车都有续驶里程较短的状况,动力电池的容量有限以及整车传动系统效率低都会导致这一结果。本文针对纯电动汽车自动变速器(AMT)探讨车辆的换档规律,确保车辆在实际行驶过程中通过应用优质的换档规律使得整车的能量消耗尽可能的低,以延长车辆的续驶里程。同时,提出并优化了换档控制策略来保证整个换档过程的平顺性。本文就纯电动汽车自动换档控制为目标将展开如下研究工作：首先仿照燃油汽车换档规律制定方法根据驱动电机的效率建立了传统的双参数换档规律,为了符合驾驶员本身对于车辆动力性的初始意图,通过控制驱动电机实现换档前后加速度相等,并将该策略与传统换档控制方法进行对比。在静态换档规律的基础上进行动态换档规律的制定及修正。继而进行逆变器、电机和变速器的效率实验,根据实验数据建立起整车能量消耗模型,在UDDS工况下通过该模型得出能耗最优挡位信息库。然后应用基于支持向量机的核函数方法对最优挡位信息库学习,完成对变速器的智能控制,实现挡位的实时预测。利用获得的两种换档控制方法在ECE工况下进行仿真验证及比较。最后对自动变速器控制器进行硬件开发,包括单片机最小系统电路、信号调理电路、CAN通信电路、换档步进电机驱动电路等,在此基础上制作自动变速器控制器。在控制器软件方面,设计主程序、信号采集程序、步进电机控制程序、换档控制程序、CAN通讯程序等,从而实现嵌入式系统对被控对象的实时控制。进行台架试验,试验结果用以证明换档控制系统的可靠性,同时针对试验中出现的问题提出了后续的改进意见。
【关键词】：纯电动汽车 换档规律 嵌入式系统 智能控制 SVM
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• abstract9-17
• 第一章 绪论17-25
• 1.1 课题背景及研究意义17-22
• 1.1.1 电动汽车的发展概述17-19
• 1.1.2 纯电动汽车装备自动变速器的必要性19-20
• 1.1.3 自动变速器的分类20-22
• 1.2 换档规律的研究发展现状22-24
• 1.3 课题主要研究内容24-25
• 第二章 等加速度经济性换档规律25-37
• 2.1 换档规律的制定25-29
• 2.1.1 换档前后车辆加速度25-27
• 2.1.2 传统换档策略输出转矩27
• 2.1.3 等加速度经济性换档规律27-29
• 2.2 与原经济性换档规律比较试验29-32
• 2.2.1 经济性比较试验30-31
• 2.2.2 综合特性比较试验31-32
• 2.3 动态换档规律的制定32-36
• 2.3.1 踏板开度动态模型的建立33
• 2.3.2 动态换档规律的制定33-35
• 2.3.3 动态换档规律的修正35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 基于支持向量机的智能经济性换档控制37-47
• 3.1 电驱动系统能量消耗模型37-40
• 3.1.1 电机效率特性37-38
• 3.1.2 逆变器效率特性38-39
• 3.1.3 变速器效率特性39
• 3.1.4 系统能量模型的建立39-40
• 3.2 换档控制系统及SVM分类器40-42
• 3.2.1 换档控制系统40-41
• 3.2.2 SVM分类器41-42
• 3.3 SVM在换档控制中的应用42-46
• 3.3.1 学习数据的获取43-44
• 3.3.2 基于SVM的挡位预测44-45
• 3.3.3 与传统换档规律的对比验证45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 自动变速器控制器硬件开发47-59
• 4.1 自动变速器控制原理47-48
• 4.1.1 TCU主要架构47
• 4.1.2 电机-变速器协调控制47-48
• 4.2 单片机硬件电路设计48-55
• 4.2.1 单片机最小系统电路48-51
• 4.2.2 外围电路设计51-54
• 4.2.3 控制器PCB设计54-55
• 4.3 光电式挡位传感器的设计55-57
• 4.3.1 挡位传感器的安装位置55-56
• 4.3.2 挡位传感器工作原理56-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 控制器软件开发及台架试验59-71
• 5.1 变速器控制器软件设计59-64
• 5.1.1 主程序的设计59-60
• 5.1.2 信号采集程序设计60-62
• 5.1.3 CAN通讯程序62
• 5.1.4 步进电机驱动程序62-63
• 5.1.5 换档程序的开发63-64
• 5.2 软件开发环境64-66
• 5.2.1 编程语言64-65
• 5.2.2 开发工具65-66
• 5.3 电机-变速器总成台架试验66-70
• 5.3.1 试验设备67
• 5.3.2 台架试验方案及结果分析67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况76

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本文编号：573072