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。     

混合动力专用混联变速器系统效率仿真与优化分析

混合动力机电耦合系统与传统变速箱不同,包含了机械传动部件、电机、电机控制器等多个部件,较难进行各模式的效率仿真。文章提出了一种新的系统效率仿真的方法,即通过KISSsoft计算机械传动部件的效率,再通过单体台架测试离合器拖曳、机械泵的损耗、电机和电机控制器的损耗,综合计算机电耦合系统各个模式的效率。然后通过机电耦合系统总成的台架测试,以验证仿真的有效性。通过效率仿真和总成的台架测试,分析各个部件的损耗占系统总损耗的比重,找到影响效率的关键因素,有针对性地提出改善效率的方法,并制定有效措施,以提升系统效率。文章提出了一个适合混合动力机电耦合系统的效率仿真方法和一些效率改善措施,对混合动力机电耦合系统的开发具有重要工程应用价值。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于模糊控制的纯电动汽车加速输出转矩优化控制策略

为使纯电动汽车加速时的输出转矩充分符合驾驶员加速意图,设计了常规、动力、经济等3种驾驶模式供驾驶员手动选择。常规模式下,基于线性稳定驱动转矩控制策略确定基本输出转矩;动力模式下,采用模糊控制算法以加速踏板开度及其变化率为输入,动力优化转矩为输出,对基本输出转矩作增矩优化;经济模式下,采用模糊控制算法以电机转速和加速踏板开度为输入、经济优化转矩为输出,对基本输出转矩作减矩优化。仿真结果表明,上述控制策略可以很好地反映驾驶员加速意图,达到不同模式下所期望的控制目标。     

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。     

电动汽车新型再生-机械耦合线控制动系统机理研究

本文中对一种新型电动汽车再生-机械耦合线控制动系统进行研究。首先,构建新型再生-机械耦合线控制动系统动力学模型,基于动力学模型进行系统制动性能分析,获得再生-机械耦合线控制动系统摩擦制动转矩和电磁制动转矩的匹配关系。接着,根据该再生制动系统特性和制动工况,提出电磁制动和耦合制动两种工作模式,低制动强度下采用电磁制动模式,高制动强度下采用耦合制动模式;在耦合制动模式下,提出通过电机电磁转矩和摩擦制动转矩集成控制,实现电磁控制、摩擦控制和耦合控制3种制动转矩控制方式。最后,分别进行了38和15km/h两种车速下电磁制动和耦合制动台架试验,对新型再生-机械耦合线控制动系统耦合制动机理进行了验证。     

电动汽车双电机耦合驱动系统发展与趋势

阐述了国内外电动汽车双电机耦合驱动系统的发展现状,对不同双电机耦合驱动系统的结构特点和应用等进行了总结。从动力性、经济性、布置灵活性、控制复杂性和成本五个方面对不同耦合驱动系统进行了综合对比分析,并对其发展潜力和趋势做出了归纳和展望。     

电动汽车永磁同步驱动电机控制器用变权重叠加型过调制方法

电动汽车驱动电机控制器中使用过调制方法能提升电机驱动系统最大输出功率,增强高转速区域的转矩输出能力和转速调节能力,然而传统过调制方法在过调制Ⅱ区存在电压突变的问题,导致电机驱动系统输出转矩抖动较大,影响整车动力性能和NVH性能。针对这一问题,本文提出一种变权重叠加型过调制方法。该方法通过将参考电压的相位角引入叠加权重因子的计算中,消除了传统过调制方法中存在的电压突变,降低了谐波畸变率。仿真和试验结果表明,该方法能提升驱动电机控制的电流稳定性,减小电机驱动系统输出转矩的抖动,使电动汽车电机驱动系统高转速区域内能输出最大转矩和最大转速。