CVT插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式切換過程的平順性研究.pdf

1、隨著全球石油資源的日益枯竭和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，世界各國排放法規(guī)不斷提高，使新能源汽車得到了快速的發(fā)展。由于純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短、充電時(shí)間長和電池技術(shù)不夠成熟，以及燃料電池汽車成本高等原因，限制了它們的發(fā)展。因此，混合動(dòng)力汽車已成為最具開發(fā)意義的新能源汽車?；旌蟿?dòng)力汽車行駛過程中，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)將根據(jù)駕駛意圖和汽車工作狀態(tài)選擇在合適的工作模式下行駛，以提高整車動(dòng)力性或能耗經(jīng)濟(jì)性。然而，當(dāng)混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行模式切換時(shí)，需對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行協(xié)調(diào)控制

2、，如若控制不當(dāng)，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)將產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，導(dǎo)致汽車行駛平順性變差。因此，有必要對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)模式切換過程制定合理的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①分析了CVT插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并確定了整車及主要部件參數(shù)；在此基礎(chǔ)上，對(duì)主要部件的轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行了分析，并建立了相關(guān)部件的仿真模型，為模式切換動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制過程的仿真分析奠定了基礎(chǔ)。②分析了不同驅(qū)動(dòng)模式下主要部件的工作狀態(tài)，并建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程，為模式切換過

3、程的分析奠定了基礎(chǔ)；對(duì)模式切換過程動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)問題進(jìn)行了分析，并將模式切換過程定義為兩個(gè)階段：動(dòng)力源與離合器工作狀態(tài)切換階段與CVT快速響應(yīng)目標(biāo)速比突變階段；給出了沖擊度評(píng)價(jià)指標(biāo)，并分別對(duì)模式切換過程兩階段的沖擊度進(jìn)行了分析；對(duì)模式切換過程動(dòng)力源與離合器工作狀態(tài)切換階段進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，得出了該階段動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩和離合器轉(zhuǎn)矩的變化是導(dǎo)致動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的主要原因；對(duì)模式切換過程CVT快速響應(yīng)目標(biāo)速比突變階段進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，得

4、出了該階段CVT速比變化產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩是導(dǎo)致動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的主要原因。③對(duì)驅(qū)動(dòng)工況下的轉(zhuǎn)矩分配策略進(jìn)行了簡要分析，為模式切換動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制的研究提供了初始條件；針對(duì)模式切換過程動(dòng)力源與離合器工作狀態(tài)切換導(dǎo)致動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的問題，提出了以沖擊度為控制目標(biāo)，“電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制+發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度變化率限制”的動(dòng)力源轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制策略；針對(duì)模式切換過程CVT快速響應(yīng)目標(biāo)速比導(dǎo)致動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的問題，提出了以沖擊度為控制目標(biāo)，“電

5、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制+CVT速比變化率限制”的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略；在此基礎(chǔ)上，對(duì)模式切換動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略的具體實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了分析。④在MATLAB/Simulink/Stateflow和Simscape平臺(tái)上建立了CVT插電式混合動(dòng)力汽車的前向仿真模型和控制策略模型；對(duì)模式切換過程動(dòng)力源與離合器工作狀態(tài)切換階段進(jìn)行了有、無動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制的仿真對(duì)比分析，并對(duì)模式切換過程CVT快速響應(yīng)目標(biāo)速比突變階段進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明采用動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制