并聯(lián)插電式混合動(dòng)力汽車控制技術(shù)研究

【摘要】：本文結(jié)合“十二五”國家“863”計(jì)劃重大專項(xiàng)(2011AA11A224)“奔騰插電式混合動(dòng)力轎車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”課題,開展并聯(lián)插電式混合動(dòng)力汽車整車控制關(guān)鍵技術(shù)研究。本文以雙電機(jī)并聯(lián)插電式混合動(dòng)力汽車為研究對象,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化的混合動(dòng)力控制功能為目標(biāo),重點(diǎn)針對影響整車經(jīng)濟(jì)性、駕駛性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性等整車性能相關(guān)的控制策略進(jìn)行研究,具體研究內(nèi)容如下:(1)基于雙電機(jī)并聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型,開展關(guān)鍵總成參數(shù)匹配工作。針對整車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、駕駛性等多約束目標(biāo),優(yōu)化匹配發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、BSG電機(jī)、動(dòng)力電池等關(guān)鍵總成參數(shù)。采用Cruise軟件搭建整車仿真模型,對整車性能進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證參數(shù)匹配的合理性。(2)針對雙電機(jī)并聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型特點(diǎn),開展混合動(dòng)力控制策略研究。依據(jù)整車產(chǎn)品化需求,對駕駛員意圖識(shí)別、車輛模式管理、整車能量管理等功能進(jìn)行研究,并重點(diǎn)研究了車輛行駛里程對插電式混合動(dòng)力汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響,提出了基于行駛里程自適應(yīng)的輔助能量管理策略。(3)為解決混合動(dòng)力化帶來的整車駕駛性問題,針對整車驅(qū)動(dòng)模式切換過程、AMT變速器換擋過程進(jìn)行深入研究,提出基于速度閉環(huán)的電機(jī)主動(dòng)減振控制方法,緩解扭矩交替、離合器接合等過程的扭矩波動(dòng),以提高整車行駛平順性。(4)以混合動(dòng)力系統(tǒng)為研究范圍,應(yīng)用功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262對主要混合動(dòng)力功能進(jìn)行功能安全相關(guān)分析,識(shí)別出系統(tǒng)功能失效的危害與評(píng)級(jí),并設(shè)定安全目標(biāo)。通過設(shè)計(jì)開發(fā)相應(yīng)的安全監(jiān)控功能,以全面覆蓋系統(tǒng)安全目標(biāo),提高混合動(dòng)力系統(tǒng)安全性。(5)開展插電式混合動(dòng)力汽車整車參數(shù)標(biāo)定技術(shù)研究,分析插電式混合動(dòng)力特殊功能及性能需求,通過動(dòng)力總成臺(tái)架及試驗(yàn)樣車開展參數(shù)標(biāo)定工作,并重點(diǎn)介紹了動(dòng)力總成臺(tái)架標(biāo)定及整車環(huán)境適應(yīng)性標(biāo)定。通過具體標(biāo)定工作,總結(jié)出插電式混合動(dòng)力汽車控制參數(shù)標(biāo)定流程,以及相應(yīng)的測試標(biāo)定方法,為后續(xù)技術(shù)研究工作提供借鑒。 【關(guān)鍵詞】：插電式混合動(dòng)力 控制策略 功能安全 標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 插電式混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 插電式混合動(dòng)力汽車的分類12-13
• 1.2.2 國外插電式混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 國內(nèi)插電式混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 插電式混合動(dòng)力能量管理策略研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 基于規(guī)則的能量管理策略研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.2 基于瞬時(shí)優(yōu)化的能量管理策略18-19
• 1.3.3 基于全局優(yōu)化的能量管理策略19
• 1.4 混合動(dòng)力汽車扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4.1 扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制的目的及意義19-20
• 1.4.2 目前扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制方法存在的問題20
• 1.5 混合動(dòng)力汽車功能安全應(yīng)用現(xiàn)狀20-21
• 1.6 課題來源和主要研究內(nèi)容21-23
• 1.6.1 課題來源21
• 1.6.2 主要研究內(nèi)容21-23
• 第2章 插電式混合動(dòng)力關(guān)鍵總成參數(shù)匹配23-43
• 2.1 引言23
• 2.2 并聯(lián)插電式混合動(dòng)力汽車構(gòu)型與主要參數(shù)23-24
• 2.2.1 雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型23-24
• 2.2.2 并聯(lián)插電式混合動(dòng)力汽車參數(shù)24
• 2.3 動(dòng)力總成參數(shù)匹配24-35
• 2.3.1 參數(shù)匹配目標(biāo)及原則25
• 2.3.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)匹配25-30
• 2.3.3 動(dòng)力電池參數(shù)匹配30-34
• 2.3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配34-35
• 2.3.5 BSG電機(jī)參數(shù)匹配35
• 2.3.6 參數(shù)匹配結(jié)果35
• 2.4 整車仿真模型搭建與性能仿真35-41
• 2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型36-38
• 2.4.2 電機(jī)模型38-39
• 2.4.3 電池模型39-41
• 2.4.4 變速器模型41
• 2.5 仿真驗(yàn)證41-42
• 2.6 本章小結(jié)42-43
• 第3章 插電式混合動(dòng)力整車能量管理策略43-65
• 3.1 引言43
• 3.2 整車能量管理策略總體方案43-44
• 3.3 駕駛員需求扭矩計(jì)算44-46
• 3.4 整車模式管理46-50
• 3.4.1 混合動(dòng)力運(yùn)行模式46-47
• 3.4.2 動(dòng)力總成模式47-48
• 3.4.3 扭矩分配子模式48-50
• 3.5 整車能量管理策略50-51
• 3.5.1 CS模式扭矩分配50-51
• 3.5.2 CD模式扭矩分配51
• 3.6 基于行駛里程和工況信息的控制策略優(yōu)化51-63
• 3.6.1 控制策略總體架構(gòu)52-55
• 3.6.2 控制參數(shù)優(yōu)化55-56
• 3.6.3 參數(shù)優(yōu)化方法和結(jié)果56-58
• 3.6.4 評(píng)價(jià)工況的選擇58-60
• 3.6.5 仿真驗(yàn)證60-63
• 3.7 本章小結(jié)63-65
• 第4章 混合動(dòng)力多動(dòng)力源扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制65-83
• 4.1 引言65-66
• 4.2 多動(dòng)力源扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略66-75
• 4.2.1 混合動(dòng)力模式切換扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制66-73
• 4.2.2 雙電機(jī)并聯(lián)混合動(dòng)力AMT換擋協(xié)調(diào)控制73-75
• 4.3 多動(dòng)力源扭矩動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制策略實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證75-82
• 4.3.1 模式切換過程動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制實(shí)際道路測試76-80
• 4.3.2 AMT換擋過程動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制實(shí)際道路測試80-82
• 4.4 本章小結(jié)82-83
• 第5章 插電式混合動(dòng)力功能安全技術(shù)研究83-101
• 5.1 引言83-84
• 5.2 功能安全研究對象定義84-87
• 5.2.1 功能安全研究邊界84-85
• 5.2.2 HCU功能定義85-87
• 5.3 危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估87-94
• 5.3.1 危害等級(jí)88-89
• 5.3.2 危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估89-93
• 5.3.3 安全目標(biāo)93-94
• 5.4 功能安全概念94-99
• 5.4.1 故障降級(jí)概念95-96
• 5.4.2 安全機(jī)制和安全需求96-99
• 5.5 本章小結(jié)99-101
• 第6章 插電式混合動(dòng)力控制參數(shù)標(biāo)定技術(shù)研究101-115
• 6.1 引言101
• 6.2 混合動(dòng)力標(biāo)定流程101-102
• 6.3 動(dòng)力總成臺(tái)架標(biāo)定102-106
• 6.3.1 動(dòng)力總成試驗(yàn)臺(tái)架簡介102-103
• 6.3.2 基于臺(tái)架的經(jīng)濟(jì)性標(biāo)定研究103-106
• 6.4 整車環(huán)境適應(yīng)性標(biāo)定試驗(yàn)106-113
• 6.4.1 整車寒區(qū)標(biāo)定107-109
• 6.4.2 整車熱帶標(biāo)定109-112
• 6.4.3 整車高原標(biāo)定112-113
• 6.5 本章小結(jié)113-115
• 第7章 全文總結(jié)115-117
• 7.1 主要研究工作及結(jié)論115
• 7.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)115-116
• 7.3 研究展望116-117
• 參考文獻(xiàn)117-125
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果125-126
• 致謝126

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