深度混合動(dòng)力汽車整車系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、混合動(dòng)力汽車由于其兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)燃油汽車和純電動(dòng)汽車的雙重優(yōu)點(diǎn)，是近階段汽車發(fā)展較為理想的選擇，而搭載有采用行星排耦合技術(shù)的動(dòng)力分流系統(tǒng)的深度混合動(dòng)力汽車，其不僅燃油利用率高、節(jié)能減排效果好，而且市場(chǎng)占有率高，從而成為未來混合動(dòng)力汽車的發(fā)展趨勢(shì)，是汽車制造商爭(zhēng)相發(fā)展的目標(biāo)。本文通過對(duì)深度混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的研究和分析，對(duì)比先進(jìn)混合動(dòng)力技術(shù)，設(shè)計(jì)了整車運(yùn)行模式、整車狀態(tài)控制方法以及與之匹配的系統(tǒng)控制算法，采用建模和快速控制原型技

2、術(shù)，經(jīng)控制系統(tǒng)仿真、動(dòng)力總成臺(tái)架試驗(yàn)和整車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)成功地驗(yàn)證了系統(tǒng)控制算法的正確性，可以為同類型深度混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)控制技術(shù)的研究和開發(fā)提供一定的技術(shù)指導(dǎo)和借鑒。
　　設(shè)計(jì)并研究了深度混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)比經(jīng)典和先進(jìn)混合動(dòng)力技術(shù)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了深度混合動(dòng)力汽車的整車運(yùn)行模式。采用扭矩控制方法和功率平衡控制技術(shù)，通過數(shù)學(xué)分析獲得了混合動(dòng)力系統(tǒng)中雙行星排的各軸扭矩方程、扭矩平衡方程、動(dòng)力學(xué)方程以及整車電功率平

3、衡方程和動(dòng)力學(xué)方程，并以以上數(shù)學(xué)方程為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了用于計(jì)算動(dòng)力部件扭矩和功率的基礎(chǔ)函數(shù)。
　　基于動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)函數(shù)和等效杠桿原理，通過對(duì)深度混合動(dòng)力汽車整車各運(yùn)行模式的分析和計(jì)算，以及對(duì)整車擋位狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和制動(dòng)器狀態(tài)等整車關(guān)鍵部件狀態(tài)的控制研究，并結(jié)合對(duì)電機(jī)能力、發(fā)動(dòng)機(jī)能力、動(dòng)力電池能力、整車需求扭矩、動(dòng)力電池荷電狀態(tài)閾值以及發(fā)動(dòng)機(jī)水溫閾值等整車關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算和定義，設(shè)計(jì)了整車運(yùn)行模式和狀態(tài)控制的系統(tǒng)控制算法。
　　

4、采用Simulink/Stateflow建模軟件，將整車的動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)函數(shù)，各運(yùn)行模式控制算法，整車各關(guān)鍵部件狀態(tài)控制算法，以及整車各關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算和定義算法建成了系統(tǒng)控制模型，并通過MotoTron快速控制原型系統(tǒng)開發(fā)工具將系統(tǒng)控制模型集成為快速控制原型開發(fā)系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)仿真、動(dòng)力總成臺(tái)架試驗(yàn)和整車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，從靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試兩個(gè)方面成功地驗(yàn)證了深度混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)控制算法的正確性。
　　本文所設(shè)計(jì)的深度混合動(dòng)力汽車的整車系統(tǒng)控

5、制算法，采用扭矩控制方法和功率平衡控制技術(shù)，在合理分配發(fā)動(dòng)機(jī)能量的同時(shí)，降低了整車的燃油消耗和排放，保證了整車的穩(wěn)定運(yùn)行以及整車各運(yùn)行模式之間的平滑切換，達(dá)到了整車在經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性能上的最佳控制目標(biāo)。
　　結(jié)合深度混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)控制算法的研究成果，學(xué)習(xí)和研究以Prius、Insight和Volt為代表的先進(jìn)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和整車系統(tǒng)控制算法，分析和對(duì)比我國(guó)開發(fā)混合動(dòng)力汽車技術(shù)的不足，并明確以行星排動(dòng)力分流系統(tǒng)作