单轴并联混合动力系统动态协调控制策略研究

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1、单轴并联混合动力系统动态协调控制策略研究杨军伟2015年1月中图分类号：U469.7UDC分类号：531单轴并联混合动力系统动态协调控制策略研究作者姓名杨军伟学院名称机械与车辆学院指导教师张幽彤教授答辩委员会主席王孝研究员申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchondynamiccoordinatedcontrolstrategyofsingleaxisparallelhybridsystemCandidateName:YangJunweiSchoolorDepartment:Me

2、chanicalandVehicleEngineeringFacultyMentor:Prof.YoutongZhangChair,ThesisCommittee:ResearcherXiaoWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015北京理工大学硕士学位论文摘要汽车是现代生活中最重要的交通工具

3、之一，给人们的生活带来了极大的便利。但是随着汽车保有量的增加，给能源和环境带来了很大的负担。能源短缺和环境污染已然成为世界性的问题，引起了各国的高度重视。所以每个国家都相继出台了相应的排放法规，这就要求汽车厂商们通过技术革新改善车辆的油耗和排放问题。传统汽车经过长期的发展，虽然技术已经相当成熟，但是受自身条件所限，要想进一步降低油耗和排放是一件非常艰巨的任务。正是在这样的时代大背景下，新能源汽车应运而生。新能源汽车利用电机完全或部分取代传统汽车的内燃机驱动系统，效率更高，排放更低。其中，混合动力汽车作为传统汽车向新能源汽车过渡的产物，受到了广泛的关注

4、。各大汽车厂商对混合动力汽车的研究层出不穷，有些汽车公司还推出了量产车型。混合动力汽车由于在动力源中引入了电机，在发动机工作效率较低时利用电机驱动车辆，保证发动机大部分时间工作在高效区，对车辆的节能减排有很大的促进作用。但是，也正是由于具有多个动力源，在不同的工况下车辆有多种工作模式，根据不同路况，模式之间不停地进行切换，使得车辆的冲击度较大，乘坐舒适性下降。本文就是基于混合动力车辆模式切换时冲击度大的问题进行分析研究，通过优化混合动力汽车的控制策略，改善车辆运行的平顺性。在混合动力汽车能量管理策略的基础上，提出了“发动机转矩开环＋发动机转矩识别＋电

5、动机转矩补偿”的动态协调控制策略。动力耦合控制策略主要包括两部分：一部分是转矩管理策略；另一部分是动态协调控制策略。转矩管理策略是动态协调控制策略的基础，决定混合动力系统何时进行模式切换，并且根据不同的工作模式将总的需求转矩分配给发动机和电机。动态协调控制策略是在动态切换的过程中控制动态转矩的分配，使得模式切换的瞬态过程更加平顺。针对发动机和电机不同的响应特性，主要控制思路是对发动机的转矩进行直接分配，由于发动机转矩响应相对滞后，发动机的转矩不可能瞬间达到分配值，瞬时转矩可以通过转I北京理工大学硕士学位论文矩传感器进行识别，其与目标值的差值可以通过电

6、机的转矩进行补偿。文中利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，LabVIEW作为Simulink与整车控制器的通信接口，对控制策略进行硬件在环仿真，并通过台架实验对控制策略进行验证，结果表明：动态协调控制策略能够很好地改善混合动力系统的平顺性。关键词：混合动力；动力耦合；动态协调控制；模式切换；冲击度II北京理工大学硕士学位论文AbstractVehicleisoneofthemostimportanttransportationtoolsinourmodernlife,whichbringsgreatconveniencetopeople.

7、However,withtheincreaseofvehicleownership,ithasbroughtahugeburdentotheenergyandenvironment.Energyshortageandenvironmentalpollutionhavebecomeaworldwideproblem.Theyhavedrawngreatattentionovertheworld.Asaresult,missionregulationshavebeenissuedinmanycountries,whichrequiretheautomob

8、ilemanufacturerstoimprovethevehicle’sfuelefficiencyand