双离合器PHEV动力传动系统参数优化与转矩分配策略研究

摘要

石油资源短缺以及由汽车尾气排放带来的环境污染是当前汽车工业发展亟待解决的两大难题，插电式混合动力汽车(PHEV），综合了纯电动汽车和传统车的优势，具有整车燃油经济性好、尾气排放污染低和较长的续驶里程，而被视为是解决这两大难题的有效方法。
　　本文以插电式混合动力车为研究对象，以提高整车经济性为目标，进行了动力系统参数匹配、动力系统建模、转矩管理策略的设计及整车动力系统参数的综合优化。
　　根据PHEV性能要求，对动力系统的组成及基本工作模式进行了分析，制定了PHEV参数匹配的流程，并对动力系统参数进行了匹配设计。建立了PHEV的整车模型，应用了实验数据为主，再根据经验进行修正的方法，在GT-SUIT软件中建立了整车动力学模型、发动机模型、驾驶员模型、ISG电机模型、离合器模型、驱动电机模型及电池模型。控制器模型包括模式识别和转矩管理功能，其模型在Matlab/Simulink环境中建立。通过仿真分析的方法对模型进行验证，模型为转矩分配策略的设计和动力系统参数综合优化提供了必要的仿真平台。
　　为了解决基于规则的转矩分配策略对不同的驾驶循环适应性差的缺陷。本文引入了模糊算法，设计了基于模糊控制的转矩分配策略。在前人对于基于动态规划的全局优化控制策略研究结果的基础上，引入了理论SOC参考轨迹，使行程结束时SOC正好降至最低，整车经济性最优。转矩分配策略包括串-并联模式决策模糊控制器、并联转矩管理模糊控制器和串联转矩管理三部分，通过将SOC和?SOC作为控制器的输入，使SOC沿着理论SOC轨迹波动。通过仿真实验验证了该转矩分配策略的可行性。为了克服动力传动系和转矩分配策略中影响整车经济性的参数较多、计算量很大的问题，设计了正交试验方案对整车参数进行优化。选择了七个影响PHEV经济性的参数，按照正交试验表安排了仿真试验，用极差分析和方差分析方法对实验结果进行分析，得到了各个参数对经济性的影响大小及最佳经济性方案。
　　本文所采用的插电式混合动力汽车传动系参数和转矩分配策略的综合优化和仿真分析方法，对解决系统参数设计、转矩管理策略研究，实现动力系统最佳经济性匹配方案提供了理论和仿真方法借鉴。

目录

声明

第1章 引言

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与本文结构安排

第2章 双离合器PHEV动力系统设计

2.1 双离合器PHEV基本结构分析

2.2 整车性能要求

2.3 PHEV工作模式分析

2.4 动力系统参数匹配

2.5 本章小结

第3章 双离合器PHEV动力系统建模

3.1 GT-DRIVE仿真软件介绍

3.2 混合动力部件模型

3.3 驾驶员模型

3.4 PHEV汽车行驶方程

3.5 整车控制器模型

3.6 双离合器PHEV混合动力汽车模型

3.7仿真验证

3.8 本章小结

第4章 双离合器PHEV模糊逻辑转矩分配策略

4.1 模糊控制理论简介

4.2 模糊逻辑基础

4.3 模糊控制器设计

4.4 动力电池理论SOC参考轨迹的确定

4.5 模糊理论在PHEV上的应用

4.6 仿真模型验证

4.7 本章小结

第5章 双离合器PHEV动力系统协同优化及仿真分析

5.1 换挡规律制定

5.2 基于正交试验的双离合器PHEV参数优化

5.3 文本章小结

第6章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学位论文