纯电动汽车自动起步控制策略研究

摘要

纯电动汽车起步控制做为整车控制技术的一部分，其核心和难点在于起步过程中对电机输出扭矩的控制。在纯电动汽车起步过程中，如何控制电机输出转矩以使车辆能够在不同路况下平稳起步，并满足一定的起步加速性能要求，其研究对纯电动汽车技术的发展具有一定的理论价值和实际工程意义。本文在课题组“纯电动汽车整车控制器功能研究”项目的基础上，为保证车辆起步时的平顺性、安全性及乘坐舒适性，模仿传统车辆的怠速爬行功能，制定了纯电动汽车起步扭矩补偿的控制方案，其主要研究工作如下：
　　（1）研究了纯电动样车的整车结构，并对比分析传统燃油车与纯电动汽车动力系统驱动性能及起步过程的差异，总结了传统车辆怠速爬行功能的起步特点，在以上研究的基础上，通过分析研究车型的起步动力学及调速控制基本原理，明确了其调速控制系统的控制重点，并制定基于起步扭矩补偿的自动起步控制方案，同时总结了车辆起步品质的评价指标。
　　（2）为改善车辆起步时的平顺性和安全性，并充分考虑实车道路试验中驾驶员的直观感受，结合传统车辆的怠速爬行功能特点，本文在基于龙贝格算法的路面坡度估计方案的基础上，对于起步扭矩补偿控制的核心算法，制定了基于模糊PID控制和基于增量PI控制的两种起步扭矩自适应补偿控制策略。
　　（3）采用AVL Cruise及MATLAB/Simulink联合仿真方法，建立研究对象的整车、坡度估计及起步控制算法的仿真模型，并验证整车仿真模型的精度。通过对坡度估计算法、起步控制策略的仿真试验，验证了本文所提方案的有效性，并对比分析了不同坡度路面工况下，两种起步扭矩补偿控制策略对起步品质的影响。
　　（4）根据起步性能仿真试验的对比结果，最终选用本文制定的基于增量 PI算法的起步扭矩自适应补偿控制策略，并实施了纯电动样车道路试验，结果表明：在平路、坡道路面起步过程中，样车均能够快速平稳起步，且起步后能够以设定的目标车速稳定爬行，实验结果与仿真结果基本一致。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 纯电动汽车发展现状

1.3 车辆起步控制研究现状

1.4 本文的主要研究工作

第2章 纯电动汽车整车结构及起步过程分析

2.1 纯电动汽车动力传动系统基本结构

2.2 车辆起步过程分析

2.3 纯电动汽车起步动力学及调速控制基本原理分析

2.4 车辆起步性能评价指标

2.5 本章小结

第3章 纯电动汽车自动起步控制策略研究

3.1 车辆自动起步控制要求

3.2 纯电动汽车自动起步控制基本结构

3.3 行驶路面坡度估计方法的选择

3.4 坡道起步的驻坡扭矩计算

3.5 起步扭矩补偿控制策略研究

3.6 本章小结

第4章 纯电动汽车整车建模与控制策略仿真分析

4.1 AVL Cruise仿真软件简介

4.2 整车仿真模型建立

4.3 整车仿真模型精度分析

4.4 坡度估计算法仿真分析

4.5 起步性能仿真结果对比分析

4.6 本章小结

第5章 纯电动汽车起步控制策略道路试验分析

5.1 试验目的及准备

5.2 实车试验结果分析

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文