PHEV双耦合动力系统的设计及分析

基于对插电式混合动力汽车(PHEV)的两种耦合(转矩耦合或转速耦合)方式的结构和运动特性的分析,提出了一种转速耦合与转矩耦合交替工作的动力耦合系统,并根据行星齿轮机构的转速特性的分析计算了系统的结构设计参数。在MATLAB/Simulink平台上对该系统进行了联合仿真,结果表明:其动力性指标满足设计要求,而且与其他单一耦合系统相比,在动力性能指标相同的情况下,能有效减小动力部件的尺寸和质量。     

电磁耦合混合动力公交车运行点协调控制

研究了电磁耦合混合动力公交车运行点协调控制策略,提出了发动机目标节气门开度开环控制、发电机目标转速控制、发动机实际转矩反馈和电动机转矩补偿控制的运行点协调控制基本算法,以期满足驾驶员对动力性能的需求,并保证动力传递的平稳性;同时提出了对发动机进行瞬态优化的运行点协调控制改进算法,以期避免发动机过浓喷油,并改善整车燃油经济性.仿真结果验证了运行点协调控制基本算法和改进算法的可行性,并且2种算法均达到了预期的控制目标.     

混联混合动力车辆功率分流耦合机构特性分析

分析了功率分流耦合机构的转速与转矩关系,在此基础上推导了功率分流比例与传动比和行星排特性参数的关系,研究了不同功率电机所能实现的传动比变化范围,和耦合装置效率随传动比变化的规律.最后分析了带功率分流耦合机构的车辆在起步、匀速行驶和加速等工况下的驱动特性,为功率分流混合动力车辆关键部件的参数匹配和整车控制策略的制定提供了参考.     

混合动力无级变速运行模式的试验研究

介绍了混联式混合动力轿车Prius动力总成THS的结构，阐述了THS中行星齿轮实现无级变速和转矩分配的原理以及年载数据采集系统。利用试验数据，总结出多种混合动力工作模式，并通过转矩-转速图进行了验证。     

纯电动汽车电驱动系统耦合动力学研究EI北大核心CSCD

为研究纯电动汽车电驱动系统运行时的动态特性,考虑电磁时空激励和系统结构柔性,提出了一种适用于变速工况的一体化电驱动系统机电耦合动力学模型,并进行了仿真验证。以动力学分析为手段,重点研究了稳态、加速工况下电机转矩波动、齿轮误差和箱体柔性对电驱动系统动态特性的影响。研究结果表明:在稳态工况下,电机转矩波动对轴承力的影响不明显,齿轮误差会显著增加齿轮动态啮合力矩和轴承支反力的幅值,箱体柔性对齿轮动态啮合力矩的影响较小;在加速工况下,齿轮误差容易激发系统高频成分的共振,耦合箱体后容易激发与转频相关的低阶共振。     

串联式混合动力辅助动力单元动态控制研究

提出了一种柴油机辅助动力单元(APU)动态控制器的结构,基于Z iegler-N ichols整定方法设计了发电机励磁电流PI控制器,根据闭环系统稳定性和跟踪性能试验测试设计了转速和转矩耦合PI控制器,基于稳定性准则设计了APU系统动态过程控制策略。混合动力试验表明,APU控制器保证了APU动态过程中的稳定性,跟踪性能比较满意。     

基于模型预测控制的混合动力汽车模式切换中的转矩协调控制策略

混合动力车辆有多种工作模式,在模式切换过程中,由于系统的不连续性等特性,会出现平顺性差等问题。为此,本文中以双模混联式机电复合传动为对象,以改善模式切换品质为目的,重点进行离合器接合过程控制策略的研究。首先,对机电复合传动总体结构和特性进行了分析,并建立了功率耦合系统的等效模型;接着,提出了以减小车辆冲击度和离合器滑摩功为目标的基于模型预测控制的转矩协调控制策略;最后,利用仿真模型,对转矩协调控制策略进行了验证。结果表明,机电复合传动在所提出的模式切换控制策略的作用下,能在保证模式切换响应速度更快的同时,有效地降低输出轴的转矩波动和车辆的冲击度,减小离合器的滑摩损失,因此极大地改善了模式切换品质,对工程实践具有一定的参考价值。     

汽车动力总成橡胶悬置系统的固有特性和振动耦合特性分析

以汽车动力总成橡胶悬置系统为研究对象，建立了汽车动力总成橡悬置系统的动力分析方程，固有特性分析方程及振动耦合特性分析公式，并用于某汽车动力总成橡胶悬置系统的固有特性分析和振动耦合特性分析。     

基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对混合动力汽车模式切换过程中动力传递不平稳引起的冲击和发动机转矩难以实时精确获得等问题,提出了基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略。采用基于斜率限制的发动机转矩控制方法,限制发动机转矩变化率,减小了发动机转矩突变造成的冲击;运用电机转速闭环控制方法,以容易实时精确测量的电机转速作为反馈控制量,解决了发动机转矩在线实时精确估计难题。利用Matlab/Simulink与AEMSim搭建了联合仿真平台。仿真结果表明,提出的动态协调控制策略能减小电机转速和车速的波动,有效提高混合动力汽车的行驶平顺性。     

纯电动汽车驱动车桥机电耦合系统的创新研究与探索

为研发出技术成熟的纯电动汽车驱动车桥及推动纯电动汽车核心技术的发展,依据纯电驱动车桥相关指标要求,对纯电驱动车桥机电耦合系统的创新技术进行了研究与探索。采取理论建模与实践验证结合的方法,从创新的角度探索性地阐述和分析了纯电动汽车驱动车桥机电耦合系统的技术方案。     

电驱动系统再生制动工况动力学特性研究

为研究再生制动过程中电动汽车驱动系统的动力学特性,在考虑静态传动误差、齿侧间隙和时变啮合刚度等基础上,进一步耦合轮胎扭转特性,建立了永磁同步电机-两级传动机构-轮胎的机电耦合模型,并进行试验验证。分析了轮胎扭转特性和再生制动转矩对电驱动系统动力学的影响。结果表明:轮胎扭转特性为电驱动系统引入了1阶新的模态,改变了系统1阶模态振型;再生制动转矩较小时,传动机构发生齿轮持续拍击现象;随着再生制动转矩的增加,拍击现象逐渐消失,但电磁转矩反向时传动机构动载荷逐渐增大。研究为电驱动系统动态载荷研究和寿命预测提供理论支持。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加，并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励，进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此，考虑电机的电磁激励，建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型，推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式，以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率，根据频率分布进行了截断阶数选取，并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上，研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下，激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小，弹性支撑对路面响应的影响越大，弹性支撑边界条件下的路面响应较小，电机激励会引起路面响应的增加；弹性支撑边界条件下，路面不平顺幅值和路基反应模量越小，考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大，激励形式对轮胎动载荷的影响最大，对车身加速度的影响次之，对悬架动挠度的影响最小；电机激励导致轮胎动载荷增加，对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

基于信息预测的机电复合传动发动机起动控制

机电复合传动系统由纯电模式切换为混合驱动模式时,须要拖转起动发动机。由于发动机响应的滞后性,通常由电机提供额外的驱动转矩,以保证车辆的动力性。但过大的电机转矩会导致电池的放电电流过大,特别是电池的温度较低时,会影响电池的使用寿命。本文中提出了一种基于信息预测的机电复合传动系统发动机起动控制策略。首先,通过采集机电复合传动系统当前和过去的转矩需求信息,应用自适应递归多步预测算法,完成对机电复合传动系统的需求转矩的在线预测。然后利用预测的机电复合传动系统转矩需求信息,对发动机的起动过程进行控制,避免了电池的过载现象。在保证车辆动力性的前提下,能有效延长电池的使用寿命。     

同步器摩擦传动机理建模与材料参数影响研究

为探明摩擦副材料参数对同步器同步过程的影响，建立了油膜压力、微凸体压力、同步环轴向力和同步转矩4个模型。利用4阶Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合求解，求得同步过程中油膜厚度、转速差、黏性转矩、粗糙接触转矩以及总转矩变化曲线。对所建模型进行试验验证后，利用所建模型研究了摩擦材料渗透性、摩擦副表面联合粗糙度、摩擦副当量弹性模量、摩擦因数变化规律对同步过程的影响。结果表明：摩擦材料渗透性减小导致油膜厚度变化速率下降，黏性转矩和粗糙接触响应延迟，同步时间延长；摩擦副表面联合粗糙度增大致使最小油膜厚度增大，黏性转矩峰值减小，粗糙接触转矩响应加快，同步时间缩短；摩擦副当量弹性模量增大导致最小油膜厚度增大，粗糙接触转矩增大，同步时间缩短；正斜率摩擦因数下粗糙接触转矩大于负斜率摩擦因数下粗糙接触转矩，同步时间相对较短。     

混合动力汽车的转速转矩双同步换挡控制

针对常规的混合动力汽车换挡控制存在同步速差和挂挡冲击的问题,提出了一种转速转矩双同步的换挡控制方法。在转速同步过程中,通过从动端的转速变化来实时调整目标转速,并根据同步速差来调节电机输出转矩,使主从动端转速同步,且具有相同的运动趋势,从而减小换挡冲击。为改善转矩闭环PID控制的性能,采用模糊RBF神经网络来调整PID控制参数,提高电机转矩跟踪的快速性和准确性。实验结果表明,与常规方法相比,转速转矩双同步换挡不仅可减少换挡时间,还能显著减小换挡冲击。     

工程车辆牵引动力学概述及其研究回顾(10)

2.6.3结论与措施 （1）负荷波动对发动机动力性、经济性的影响．主要表现为2个方面：其一为发动机转速的波动将使平均转速ne^-低于平均转矩匹配点Mz^-在调速外特性上所确定的转速值nz；其二，当平均阻力矩Mz^-工作点在调速外特性上配置过高时，发动机频频进入非调速段工作而使转速大幅度波动，同时引起平均转矩输出值Me^-低于静态特性上与平均转速ne^-。相对应的转矩值M＇e（图25）。结果使其动力性和经济性指标恶化。     

面向控制的自动变速器换挡过程动力学分析

为了从机理上揭示造成换挡冲击的原因,指导换挡过程建模和制定动力传动系统协调控制策略,以1-2升挡过程为例,对研究对象进行了运动学分析,并应用Lagrange方程进行了行星齿轮液力自动变速器换挡过程动力学分析,得到了考虑行星齿轮系统各构件及轴系的转动惯量的换挡过程动力学方程,为建立换挡过程模型奠定了基础。在升挡过程转矩相,得到了变速器输入轴转矩和离合器传递的摩擦转矩之间的定量关系,给出了转矩相发动机转矩和离合器摩擦转矩的协调控制方法。在升挡过程惯性相,得出了涡轮转速变化率与换挡冲击的关系,为制定换挡过程动力传动系统协调控制策略奠定了基础。对换挡动态过程进行了适当的简化,给出了升挡过程变速器输出轴转矩的近似估计方法。     

混合动力汽车机电动力耦合系统现状及发展趋势

机电动力耦合系统是混合动力汽车（HEV）的核心部分，通过它可以实现HEV不同工作模式间的转换，其性能直接关系到HEV整车性能。文章介绍了HEV机电动力耦合系统的功能、国内外现状及其发展趋势。     

曲率半径对曲线连续梁桥车桥耦合振动的影响

将曲线通过的车辆和曲线连续梁桥分为2个由非线性轮轨接触力所联系的振动子系统，运用车桥耦合振动理论，建立铁路车辆曲线通过模型动力方程、曲线梁桥的动力模型及其动力方程，应用基于激励非线性振动的数值算法，编制曲线梁桥车桥耦合振动分析软件VCBID，重点讨论了不同曲率半径对曲线连续梁桥车桥耦合振动的影响。分析结果表明在曲线梁桥的车桥耦合振动分析中应计入曲率半径的影响。     

ISG型混合动力汽车发动机起动过程控制仿真分析

发动机自动起停是混合动力汽车节能减排的重要手段,对混合动力汽车的起动性能提出了更高的要求。混合动力汽车的ISG（Integrated Starter Generator）起动相比传统车的起动机起动可以获得更好的油耗、排放、振动和噪声性能。文中结合所研发的ISG型混合动力汽车,通过试验分析现有发动机起动过程的控制效果。为解决现有控制算法存在的转速超调量大的问题,设计了发动机起动过程的转速闭环控制算法,搭建了控制器和被控对象仿真模型。通过仿真分析研究了不同控制参数对起动过程转速控制效果的影响,得出了减少发动机喷油转矩和提高ISG转矩变化率限制可以改善转速控制效果的结论,为后续控制算法的改进和实车控制参数的标定提供了依据。