纯电动汽车换挡控制研究

【摘要】：为了提高电机效率和电池能量利用率,纯电动汽车自动变速器已经趋向于多挡化发展,但是挡位数过多会使得传动系统结构和控制系统变得复杂,导致成本增加,因此在轻型纯电动汽车中普遍采用两挡机械式自动变速器。纯电动汽车采用电机驱动,而电机的控制性能高于发动机,可以通过控制电机的转速和转矩来实现同步换挡,因此可以省略离合器。本文针对一种纯电动汽车的无离合器AMT系统进行了研究分析,并制定了相应的换挡控制策略,其主要研究内容如下:1)对驱动电机参数进行了匹配,确定了传动比的范围;并以驱动电机尽可能工作在高效区为优化目标,采用换挡规律跟随传动比实时变化的动态规划方法,利用ISIGHT和MATLAB联合优化得出了最佳的两挡变速器传动比。2)分别制定了纯电动汽车最佳动力性换挡规律和最佳经济性换挡规律,并综合考虑经济性和动力性对换挡点进行了优化分析,制定了综合经济性和动力性的换挡规律曲线。3)分析无离合器AMT换挡过程,建立换挡过程动力学模型,并结合建立的驾驶员模型、驱动电机模型、变速箱控制单元模型和整车行驶模型进行了仿真分析。4)对驱动电机的换挡过程控制进行研究,建立驱动电机的数学模型,并对驱动电机转速转矩闭环切换进行分析;针对驱动电机换挡过程的转速要求,利用模糊PID进行转速控制;针对驱动电机摘挡和挂挡过程的转矩突变问题,采用LQG/LTR最优控制算法,得出基于无转矩输出的最优转矩控制曲线;针对驱动电机换挡时的转矩恢复过程的冲击度和换挡时间矛盾问题,提出了基于驾驶员意图的转矩恢复策略,实现了根据驾驶员意愿来调节转矩恢复时间和平顺性的目的。 【关键词】：纯电动汽车 AMT 传动比优化 换挡规律 换挡控制
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题背景与意义11
• 1.2 自动变速器的分类和比较11-12
• 1.3 离合器和同步器存在的必要性12-13
• 1.4 纯电动汽车AMT换挡研究现状13-16
• 1.4.1 传统结构13-14
• 1.4.2 无离合器结构14-16
• 1.4.3 无同步器结构16
• 1.5 纯电动汽车换挡控制研究16-18
• 1.5.1 换挡规律控制16-17
• 1.5.2 驱动电机控制17
• 1.5.3 换挡执行机构控制17-18
• 1.6 本文的主要研究内容18-19
• 第二章 纯电动汽车动力参数匹配19-37
• 2.1 纯电动汽车设计目标19-20
• 2.2 驱动电机参数匹配20-23
• 2.2.1 电机峰值功率的确定20-21
• 2.2.2 驱动电机额定功率的确定21
• 2.2.3 驱动电机最高转速和额定转速的确定21-22
• 2.2.4 驱动电机额定转矩和最高转矩的确定22-23
• 2.3 动力传动系参数确定23-26
• 2.3.1 挡位数确定原则23-25
• 2.3.2 传动系速比的选取25-26
• 2.4 基于MATLAB和ISIGHT的传动比动态优化26-36
• 2.4.1 行驶工况模型26-27
• 2.4.2 驾驶员模型27-28
• 2.4.3 驱动电机模型28
• 2.4.4 变速箱模型28-30
• 2.4.5 整车行驶模型30-32
• 2.4.6 优化目标模型32-33
• 2.4.7 优化结果分析33-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 纯电动汽车换挡规律分析37-54
• 3.1 换挡规律分类37-38
• 3.1.1 根据所选控制参数分类37-38
• 3.1.2 根据优化目标分类38
• 3.2 纯电动汽车最佳动力性换挡规律38-42
• 3.2.1 汽车行驶动力学39-40
• 3.2.2 最佳动力性换挡规律计算40-42
• 3.3 纯电动汽车最佳经济性换挡规律42-53
• 3.3.1 纯电动汽车能耗影响因素42-44
• 3.3.2 纯电动汽车最佳经济性换挡规律设计44-49
• 3.3.3 综合考虑经济性和动力性的换挡点优化49-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 换挡动力学及换挡逻辑分析54-69
• 4.1 传动系统动力学建模分析54-61
• 4.1.1 换挡过程动力学建模54-57
• 4.1.2 换挡过程状态空间方程57-59
• 4.1.3 换挡品质评价59-61
• 4.2 换挡控制器建模分析61-68
• 4.2.1 换挡策略流程的制定61-64
• 4.2.2 换挡控制器仿真验证64-65
• 4.2.3 换挡逻辑仿真分析65-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第五章 驱动电机换挡过程控制研究69-90
• 5.1 驱动电机闭环控制切换算法研究69-72
• 5.1.1 永磁同步电机建模69-71
• 5.1.2 转矩闭环到转速闭环的切换71-72
• 5.2 基于自整定模糊PID控制的电机主动同步控制策略72-81
• 5.2.1 自适应模糊PID算法73-76
• 5.2.2 建模与仿真分析76-81
• 5.3 基于LQG/LTR的驱动电机无转矩输出控制策略81-86
• 5.3.1 LQG/LTR的基本理论81-83
• 5.3.2 基于LQG/LTR算法的建模83-84
• 5.3.3 仿真分析84-86
• 5.4 基于驾驶员意图的驱动电机转矩恢复控制策略86-89
• 5.4.1 转矩恢复过程分析86-87
• 5.4.2 基于驾驶员意图的转矩恢复仿真分析87-89
• 5.5 本章小结89-90
• 第六章 结论90-92
• 参考文献92-96
• 致谢96

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

纯电动汽车发展猜想    王万丁;

我国纯电动汽车发展迅速    常艳军;

纯电动汽车国标有望年内出台    

纯电动汽车的构成与特点    叶阳;

众泰汽车 开启纯电动汽车个人销售先河    白莉;

纯电动汽车的应用及发展概述    孟欣;

奇瑞欲推5万元超低价纯电动汽车    

纯电动汽车的结构原理与应用探讨    李建;梁刚;刘巍;

浅谈中国发展纯电动汽车的现状和面临的问题    董迪晶;

浅谈纯电动汽车的发展制约    田春霞;

细分市场纯电动汽车研发与推广    徐占林;

浅谈纯电动汽车技术    程勇;

纯电动汽车研究与开发    李年根;

纯电动汽车电气性能测试系统设计与研究    刘保国;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

淄博市低速纯电动汽车发展的几点思考    车胜新;

纯电动汽车的控制策略与实现    马洪涛;叶倩;

重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试    廖涛;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车电机控制器传导性电磁干扰的抑制    陶银鹏;余强;朱德祥;

纯电动汽车已具备局部商业化条件    沙永康

纯电动汽车：目标在特定市场    本报记者 杨琳

电驱动加速 我国纯电动汽车攻克技术难关    王海蕴

走出纯电动汽车的技术误区    王海蕴

小型化 纯电动汽车产业化新途径    于丹

应着力发展纯电动汽车    媒体评论员 陈健敏

纯电动车国家标准年内有望出台    记者 张海燕

共建纯电动汽车示范基地及产业园    姜小莉

武汉投资30亿元建首个纯电动汽车产业基地    熊金超

加速长沙纯电动汽车产业化    长沙市政协副主席 谢明德

纯电动汽车传动系统冲击抑制控制    李占江

纯电动汽车能量管理关键技术及高压安全策略研究    王佳

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计    曾群

基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化    董冰

双能量源纯电动汽车能量管理关键技术的研究    杜爽

纯电动汽车充电系统稳定性与谐波特性研究    李晶

两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究    顾强

纯电动汽车电液复合再生制动研究    刘志强

我国纯电动汽车产业发展：前景展望及策略选择    张明

纯电动汽车电机驱动控制系统研究    葛鹏博

纯电动汽车车身减阻与电池散热耦合优化研究    赵万东

纯电动汽车动力系统匹配及仿真优化研究    潘磊

双能量源纯电动汽车能量管理的模糊控制研究    林玉敏

基于ADVISOR的纯电动汽车动力性匹配设计及仿真研究    贾燕红

纯电动汽车新型传动系统研究    李律鸣

基于蚁群算法的纯电动汽车动力参数优化研究    徐东

纯电动汽车整车控制系统的研究与设计    孙哲

电动汽车动力耦合系统设计及控制策略研究    牛明强