关键词：混合动力汽车;;制动;;模式切换;;动态协调控制;;仿真
摘 要：随着环境污染和能源危机的加剧,新能源汽车成为全球各大厂商的研究热点。插电式混合动力汽车能够有效降低排放、提升燃油经济性,兼顾良好的动力性和较高的续驶里程,是当前条件下理想的过渡车型之一。再生制动是混合动力汽车提升燃油经济性主要技术之一,能够在车辆行驶过程中将动能或者位能转化为电能储存在电池中,从而实现能量回收;而液压制动系统作为技术成熟的系统,能够保证车辆制动过程中的平顺性和稳定性。电液复合制动系统的耦合特性对混合动力汽车的燃油经济性、排放、制动安全性和平顺性有直接影响。为了保证制动能量回收率和制动时的安全性,混合动力汽车在制动强度变化过程中会产生制动模式切换,制动系统动态响应特性的不同导致了制动模式切换过程中扭矩出现较大波动,影响了整车的制动安全性与平顺性。本文以插电式混合动力汽车为研究对象,设计了传动系统结构、参数匹配、仿真验证,同时制定了制动力分配控制策略以及制动模式切换协调控制策略,具体如下:(1)提出了插电式混合动力汽车动力系统设计方案,并根据目标性能要求,进行了动力源、电池以及传动系统选型与匹配。对混合动力汽车工作模式进行相关分析,在Cruise平台下搭建该混合动力汽车模型,对其动力性以及经济性进行了仿真,并确定了关键部件参数。(2)对混合动力汽车前后电机联合最大制动强度特性进行了相关研究,绘制了电机最大制动强度随着车速和CVT速比变化的关系曲线,借鉴传统四驱制动力分配策略,提出了制动力分配控制策略,同时兼顾制动安全性和再生制动能量回收。(3)建立了发动机仿真模型、电池模型、驾驶员模型等,分析了永磁同步电机数学模型,同时对矢量控制方法进行介绍,建立了混合动力汽车前后电机矢量控制模型,最后根据各个子系统模块,建立了混合动力汽车前向仿真模型。(4)提出了制动模式切换评价指标,对混合动力汽车电机制动、联合制动以及液压制动模式的动力学进行了相关分析,以本文所建电机以及液压制动系统模型为基础,对电机液压制动力矩动态响应特性进行了相关分析和对比,然后提出制动模式切换协调控制策略,并设计了模糊控制器,同时对制动模式切换协调控制流程进行了说明。(5)对各个制动模式切换分别进行了相关仿真,同时对有无协调控制策略进行了对比,分析了模式切换过程中制动力矩波动以及冲击度的变化,验证了协调控制的有效性。
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