关键词：电动汽车;;双电机;;动态规划算法;;硬件在环
摘 要：随着能源短缺与环境污染问题的日益加重,纯电动汽车凭借其零油耗、零污染、零排放等优点引起人们广泛的关注。由于传统单电机构型纯电动汽车在低负荷工况下,电机工作效率低,引起整车能耗增加。而且对于匹配机械式自动变速器的驱动电机,在换挡过程在存在动力中断问题。本文提出了两种节能潜力大、可以避免换挡动力中断问题的电动汽车双电机构型驱动系统。本文从下述几个方面开展了研究工作:(1)传动系统变速器参数优化。通过给定的整车参数、电池及驱动电机的相关参数,在满足整车的动力性要求的同时尽可能提高整车的经济性,基于Matlab/Simulink平台搭建车辆模型,使用动态规划算法对变速器的挡位数与速比进行离线优化,确定变速器的最佳参数。(2)提出了两种电动汽车双电机构型驱动系统,并制定了基于规则的控制策略。传统单电机构型驱动系统在低负荷工况下存在能量消耗高的问题,通过分析后提出两种电动汽车双电机构型驱动系统。分析典型循环工况的特点及整车动力性要求,对驱动电机参数进行了匹配,并结合驱动电机的性能参数与效率特点,制订了基于规则的能量管理策略,即确定了变速器的换挡控制策略与扭矩分配控制策略,最后在多种循环工况下对能耗进行仿真计算,分析了双电机构型驱动系统的节能机理。(3)使用动态规划算法对双电机构型驱动系统的控制策略进行离线优化,进一步降低整车的能量消耗。以电池荷电状态(SOC:State of Charge)为状态变量,以双电机扭矩分配比例和变速器挡位为控制变量,以实现系统消耗电量最小为目标,基于Matlab/Simulink平台搭建了动态规划算法优化模型,对基于规则的能量管理策略进行了离线优化,在不同循环工况下使用优化后的控制策略进行能耗仿真计算,结果表明优化后的控制策略经济性得到进一步提升。(4)验证了基于规则能量管理策略的可靠性。基于Matlab/Simulink软件平台搭建了整车模型与控制策略模型,并基于dSPACE搭建了硬件在环实验台(HIL:Hardware-in-the-loop),通过在线实时仿真验证了优化后基于规则控制策略的可靠性。
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