混合动力客车动力系统控制技术研究

论文摘要

电动汽车以其节能环保的特点在业界迅猛发展,这种车型必将改变现有能源结构。混合动力电动汽车作为电动汽车的一个分支,在保留传统发动机的基础上,充分发挥电机的优势,大大改善了车辆燃油经济性和排放性。混合动力电动汽车具有纯电动汽车所不具有的价格优势和续航优势,因此混合动力系统的研究任重道远。动力耦合系统是混合动力的关键技术之一,一直以来被研究,但缺少自动变速器技术基础的国内研究对此少有突破。论文提出的电驱动自动变速器通过电机和变速器集成技术,利用电机快速精准调速性能有效解决了并联混合动力系统动力耦合难题。论文对比不同类型的混合动力系统结构,分析了不同系统在实际运用中的优势和不足,以国内外不同并联混合动力系统为研究对象,分别讲述了动力系统的结构形式、布置方式和参数匹配,指出各自系统的优缺点。针对以上并联混合动力系统在结构和配置上的不足,提出了基于电驱动自动变速器的Plug_in并联混合动力系统。在明确了电驱动自动变速器——EMT定义的基础上重点分析了EMT的结构特点,即从结构上采用发动机、电机和变速器一体化集成设计。系统遵循动力总成的理念,把系统按照总成进行集成,减少各部件分散设计所带来的连接和定位误差,同时将系统的纵向尺寸大幅度减少,解决了并联混合动力系统不能纵向布置的结构难题。论文基于EMT特点,对插电式并联混合动力系统控制策略以及EMT控制流程进行了论述。系统根据城市公交循环工况合理设计控制策略,充分利用电机零速起步和动力过渡的优势,解决了传统车辆在起步时离合器半离合控制以及换挡过程离合器分开所造成的动力中断。电机快速精准调速特性改变了传统变速器依靠同步器被动摩擦同步的理论,提出了电机主动同步的变速器调速同步理论。论文按照既定控制策略,根据中国典型城市公交循环工况进行了动力系统动态参数计算,遵循国家检测标准对电动车辆动力性要求进行了静态参数匹配,得到系统最佳匹配参数。论文根据混合动力系统特点和匹配结果,进行了EMT变速器的结构方案设计和系统集成接口设计,完成了动力总成控制系统部件选型设计、控制器接口定义。论文按照EMT系统特点,对比目前测功实验台的优缺点,提出高效、节能、简单实用的EMT系统对拖实验台,并完成了相关建设和系统实验,实验数据表明,电机的快速精准调速功能使得变速器的换挡时间可以缩短到0.4s,接近DCT的换挡时间,该研究成果有助于解决传统AMT的动力中断时间长的难题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国外研究状况
• 1.3 国内研究状况
• 1.4 课题的研究内容及研究方法
• 第2章 并联式混合动力系统方案设计
• 2.1 汽车驱动系统方案对比分析
• 2.2 基于电驱动自动变速器的混合动力系统结构分析
• 2.3 动力系统参数匹配
• 2.3.1 Plug-in混合动力车参数的选择
• 2.3.2 发动机参数的选择
• 2.3.3 电机参数选择
• 2.3.4 动力电池组的选择
• 2.3.5 传动系参数设计
• 第3章 Plug-in并联混合动力总成控制系统设计
• 3.1 整车控制系统各部件分析
• 3.2 整车控制器设计方案
• 3.2.1 整车控制器CPU的选择
• 3.3 高压管理系统设计
• 第4章 基于EMT的PLUG in并联式混合动力控制策略研究
• 4.1 基于EMT Plug in并联式混合动力系统控制策略分析
• 4.1.1 混合动力系统工作模式分析
• 4.1.2 行驶工况下整车控制策略分析
• 4.2 混合动力系统部件控制策略
• 4.2.1 发动机和电机的联合运行控制策略
• 4.2.2 自动离合器控制策略
• 4.2.3 制动能量回收控制策略
• 4.3 EMT控制程序分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 混合动力系统试验研究
• 5.1 EMT测试系统主要零部件参数分析
• 5.2 EMT系统对拖实验
• 5.2.1 EMT系统对拖实验平台建设
• 5.2.2 基于对拖试验台的EMT效率分析
• 5.3 EMT换挡实验
• in并联混合动力系统台架实验'>5.4 基于EMT的Plug_in并联混合动力系统台架实验
• 5.4.1 台架实验建设
• 5.4.2 数据分析
• 5.5 装车道路试验
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢