隨著能源短缺與環(huán)境污染問題的日益加重,純電動汽車憑借其零油耗、零污染、零排放等優(yōu)點(diǎn)引起人們廣泛的關(guān)注。由于傳統(tǒng)單電機(jī)構(gòu)型純電動汽車在低負(fù)荷工況下,電機(jī)工作效率低,引起整車能耗增加。而且對于匹配機(jī)械式自動變速器的驅(qū)動電機(jī),在換擋過程在存在動力中斷問題。本文提出了兩種節(jié)能潛力大、可以避免換擋動力中斷問題的電動汽車雙電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng)。本文從下述幾個(gè)方面開展了研究工作:(1)傳動系統(tǒng)變速器參數(shù)優(yōu)化。通過給定的整車參數(shù)、電池及驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)參數(shù),在滿足整車的動力性要求的同時(shí)盡可能提高整車的經(jīng)濟(jì)性,基于Matlab/Simulink平臺搭建車輛模型,使用動態(tài)規(guī)劃算法對變速器的擋位數(shù)與速比進(jìn)行離線優(yōu)化,確定變速器的最佳參數(shù)。(2)提出了兩種電動汽車雙電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng),并制定了基于規(guī)則的控制策略。傳統(tǒng)單電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng)在低負(fù)荷工況下存在能量消耗高的問題,通過分析后提出兩種電動汽車雙電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng)。分析典型循環(huán)工況的特點(diǎn)及整車動力性要求,對驅(qū)動電機(jī)參數(shù)進(jìn)行了匹配,并結(jié)合驅(qū)動電機(jī)的性能參數(shù)與效率特點(diǎn),制訂了基于規(guī)則的能量管理策略,即確定了變速器的換擋控制策略與扭矩分配控制策略,最后在多種循環(huán)工況下對能耗進(jìn)行仿真計(jì)算,分析了雙電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng)的節(jié)能機(jī)理。(3)使用動態(tài)規(guī)劃算法對雙電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行離線優(yōu)化,進(jìn)一步降低整車的能量消耗。以電池荷電狀態(tài)(SOC:State of Charge)為狀態(tài)變量,以雙電機(jī)扭矩分配比例和變速器擋位為控制變量,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)消耗電量最小為目標(biāo),基于Matlab/Simulink平臺搭建了動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化模型,對基于規(guī)則的能量管理策略進(jìn)行了離線優(yōu)化,在不同循環(huán)工況下使用優(yōu)化后的控制策略進(jìn)行能耗仿真計(jì)算,結(jié)果表明優(yōu)化后的控制策略經(jīng)濟(jì)性得到進(jìn)一步提升。(4)驗(yàn)證了基于規(guī)則能量管理策略的可靠性。基于Matlab/Simulink軟件平臺搭建了整車模型與控制策略模型,并基于dSPACE搭建了硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)臺(HIL:Hardware-in-the-loop),通過在線實(shí)時(shí)仿真驗(yàn)證了優(yōu)化后基于規(guī)則控制策略的可靠性。
【學(xué)位單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【文章目錄】：
摘要
Abstract
物理量名稱及符號表
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景
        1.1.1 國外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 國內(nèi)電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)
        1.2.2 新型雙電機(jī)構(gòu)型電動汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 多動力源驅(qū)動系統(tǒng)能量管理策略研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要內(nèi)容
第2章 電動汽車變速器參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    2.1 純電動汽車動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 純電動車仿真模型建立
        2.2.1 整車模型
        2.2.2 電池模型
        2.2.3 電機(jī)模型
    2.3 AMT傳動比范圍確定
        2.3.1 約束條件的設(shè)計(jì)
        2.3.2 最大速比的范圍確定
        2.3.3 最小速比的范圍確定
    2.4 動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化
    2.5 仿真及結(jié)果分析
    2.6 小結(jié)
第3章 雙電機(jī)構(gòu)型驅(qū)動系統(tǒng)控制策略研究
    3.1 雙電機(jī)構(gòu)型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.1 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅰ結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.2 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅱ結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 雙電機(jī)構(gòu)型參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.2.1 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅰ參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.2.2 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅱ參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.3 基于規(guī)則的整車控制策略設(shè)計(jì)
        3.3.1 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅰ基于規(guī)則的控制策略
        3.3.2 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅱ基于規(guī)則的控制策略
    3.4 仿真及結(jié)果分析
        3.4.1 整車模型與控制策略搭建
        3.4.2 經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果分析
    3.5 小結(jié)
第4章 動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化基于規(guī)則的控制策略
    4.1 基于規(guī)則的能量管理策略動態(tài)規(guī)劃問題分析
        4.1.1 離散化處理
        4.1.2 系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)確定
        4.1.3 代價(jià)函數(shù)確定
        4.1.4 邊界約束
        4.1.5 動態(tài)規(guī)劃算法求解
    4.2 動態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化基于規(guī)則的控制策略
        4.2.1 轉(zhuǎn)矩分配比例優(yōu)化
        4.2.2 變速器換擋控制策略的優(yōu)化
    4.3 仿真及結(jié)果分析
        4.3.1 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅰ仿真結(jié)果分析
        4.3.2 雙電機(jī)構(gòu)型Ⅱ仿真結(jié)果分析
    4.4 小結(jié)
第5章 dSPACE硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)臺及仿真
    5.1 dSPACE硬件在環(huán)方案設(shè)計(jì)
    5.2 dSPACE硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)
        5.2.0 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
        5.2.1 dSPACE整車模型建立
        5.2.2 VCU控制策略模型建立
    5.3 硬件在環(huán)仿真及結(jié)果
        5.3.1 循環(huán)工況仿真試驗(yàn)
        5.3.2 經(jīng)濟(jì)性仿真試驗(yàn)
    5.4 小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2828531