深度混合動力汽車整車系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、混合動力汽車由于其兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)燃油汽車和純電動汽車的雙重優(yōu)點，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)的動力分流系統(tǒng)的深度混合動力汽車，其不僅燃油利用率高、節(jié)能減排效果好，而且市場占有率高，從而成為未來混合動力汽車的發(fā)展趨勢，是汽車制造商爭相發(fā)展的目標(biāo)。本文通過對深度混合動力汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的研究和分析，對比先進混合動力技術(shù)，設(shè)計了整車運行模式、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、動力總成臺架試驗和整車轉(zhuǎn)鼓試驗成功地驗證了系統(tǒng)控制算法的正確性，可以為同類型深度混合動力汽車系統(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)計并研究了深度混合動力汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，對比經(jīng)典和先進混合動力技術(shù)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點，設(shè)計了深度混合動力汽車的整車運行模式。采用扭矩控制方法和功率平衡控制技術(shù)，通過數(shù)學(xué)分析獲得了混合動力系統(tǒng)中雙行星排的各軸扭矩方程、扭矩平衡方程、動力學(xué)方程以及整車電功率平

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

4、采用Simulink/Stateflow建模軟件，將整車的動力系統(tǒng)基礎(chǔ)函數(shù)，各運行模式控制算法，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、動力總成臺架試驗和整車轉(zhuǎn)鼓試驗，從靜態(tài)測試和動態(tài)測試兩個方面成功地驗證了深度混合動力汽車系統(tǒng)控制算法的正確性。
　　本文所設(shè)計的深度混合動力汽車的整車系統(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)動機能量的同時，降低了整車的燃油消耗和排放，保證了整車的穩(wěn)定運行以及整車各運行模式之間的平滑切換，達到了整車在經(jīng)濟性、動力性和排放性能上的最佳控制目標(biāo)。
　　結(jié)合深度混合動力汽車系統(tǒng)控制算法的研究成果，學(xué)習(xí)和研究以Prius、Insight和Volt為代表的先進混合動力汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和整車系統(tǒng)控制算法，分析和對比我國開發(fā)混合動力汽車技術(shù)的不足，并明確以行星排動力分流系統(tǒng)作