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ISG混合动力汽车控制规则优化与转矩分配策略研究

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汽车工程 2015年第7期37卷 751-756页

作者：周奇勋曹世宏季新杰西安科技大学电气与控制工程学院西安710054 总后勤部建筑工程研究所西安710032 西北工业大学机电学院西安710072 空军第一航空学院航空弹药工程系信阳464000

为提高ISG混合动力汽车的燃油经济性,开展控制规则优化与转矩分配策略研究,以保证发动机工作在高效区域。从控制发动机输出负荷角度出发,综合考虑ISG效率特性和电池组充放电特性,对发动机、ISG、电池组稳态工作区域进行划分。以混合动... 详细信息

为提高ISG混合动力汽车的燃油经济性,开展控制规则优化与转矩分配策略研究,以保证发动机工作在高效区域。从控制发动机输出负荷角度出发,综合考虑ISG效率特性和电池组充放电特性,对发动机、ISG、电池组稳态工作区域进行划分。以混合动力系统工作模式分析为基础,提出各模式下能量管理策略,并根据车辆行驶过程中工作模式动态切换的需要,制定了模式切换策略。以IVECO并联混合动力汽车为例,按照ECE+EUDC工况进行了基于优化规则的转矩分配策略硬件在环仿真,结果表明采用基地规则的转矩分配策略能有效地协调转矩在发动机和ISG之间的分配,综合油耗比原车降低20%。

关键词：混合动力汽车 ISG 规则优化转矩分配策略

系统损耗最小的双电机纯电动汽车实时转矩分配策略

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机械工程学报 2023年第22期59卷 411-423页

作者：陈爽胡明辉赵佳伟重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

基于电机效率MAP制定的双电机纯电动汽车转矩分配策略忽略了电机温度对系统损耗的影响,以及由电池动态特性引起的电机输入直流电压波动所导致的系统损耗变化,以至于整车动力传动系统不能以损耗最小的方式运行。针对这一问题,以前后轴双... 详细信息

基于电机效率MAP制定的双电机纯电动汽车转矩分配策略忽略了电机温度对系统损耗的影响,以及由电池动态特性引起的电机输入直流电压波动所导致的系统损耗变化,以至于整车动力传动系统不能以损耗最小的方式运行。针对这一问题,以前后轴双电机纯电动汽车为研究对象,综合考虑电机温度特性和电池动态特性,建立包含逆变器、电机与减速器的“三合一”电驱动系统的动态损耗模型,并在此基础上提出一种实时驱动系统损耗最小的转矩分配策略。仿真与硬件在环(Hardware inloop,HIL)测试结果表明,与传统基于电机效率MAP制定的双电机纯电动汽车转矩分配策略相比,基于实时驱动系统损耗最小的转矩分配策略有效地提高了整车经济性和工况适应性,并且具备实时性。

关键词：动态损耗模型转矩分配策略实时损耗最小电驱动系统

基于转矩分配策略的开关磁阻电机控制系统研究

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煤矿机械 2010年第10期31卷 59-61页

作者：史钟林黄运生陈学中南大学信息科学与工程学院长沙410083

针对传统控制方式下开关磁阻电机(SRM)转矩脉动大的问题,采用基于转矩分配策略的控制器将期望转矩优化分解到各相,各相绕组转矩叠加实现SRM的恒转矩控制,从而减小了转矩脉动。采用Matlab/simulink仿真软件,建立了大功率SRM转矩控制系统... 详细信息

针对传统控制方式下开关磁阻电机(SRM)转矩脉动大的问题,采用基于转矩分配策略的控制器将期望转矩优化分解到各相,各相绕组转矩叠加实现SRM的恒转矩控制,从而减小了转矩脉动。采用Matlab/simulink仿真软件,建立了大功率SRM转矩控制系统仿真模型,进行了仿真实验。

关键词：开关磁阻电机转矩脉动转矩分配策略模糊自适应

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开关磁阻电机转矩分配策略的优化

合肥工业大学学报（自然科学版） 2012年第12期35卷 1615-1619页

作者：张炳力戚永武徐国胜合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009 安徽江淮汽车股份有限公司安徽合肥230601

转矩分配策略是近年来开关磁阻电机(SRM)转矩控制中比较流行的一种控制策略,旨在通过合理的分配电磁转矩,达到平稳换相、减小转矩脉动的目的。SRM的非线性特性使得固定形状的转矩分配函数(TSF)无法在整个转速范围内既能抑制脉动,也能保... 详细信息

转矩分配策略是近年来开关磁阻电机(SRM)转矩控制中比较流行的一种控制策略,旨在通过合理的分配电磁转矩,达到平稳换相、减小转矩脉动的目的。SRM的非线性特性使得固定形状的转矩分配函数(TSF)无法在整个转速范围内既能抑制脉动,也能保持高效率。文章提出了一种基于常规转矩分配策略的以转矩/安培比最大化为目标的优化方案,在允许的转矩误差范围内在线调整电机的开关角度,保证输出转矩的前提下降低绕组中通过的相电流。在Matlab/Simulink软件中分别建立了常规转矩分配方案和优化方案的直接瞬时转矩控制系统模型。比较分析仿真结果得出,优化后的转矩分配方案在保证合理分配电磁转矩的同时,提高了SRM的效率。

关键词：开关磁阻电机转矩脉动转矩分配策略转矩安培比角度优化

轮毂电机分布式驱动电动汽车转矩分配策略的比较研究

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轮毂电机分布式驱动电动汽车转矩分配策略的比较研究

作者：郑殿宇哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

环境污染与能源短缺是现代化工业所面临的问题。而新能源汽车的发展是解决这一问题的有效措施之一。在电动汽车中,分布式驱动纯电动汽车在能效以及操控性、舒适性和经济性方面有独特的优势,拥有广阔的发展空间。在对分布式驱动电动汽车... 详细信息

环境污染与能源短缺是现代化工业所面临的问题。而新能源汽车的发展是解决这一问题的有效措施之一。在电动汽车中,分布式驱动纯电动汽车在能效以及操控性、舒适性和经济性方面有独特的优势,拥有广阔的发展空间。在对分布式驱动电动汽车的研究中,由于其每个车轮配备独立的驱动电机,因此如何协调各个电机之间的功率平衡是亟待解决的问题。针对上述情况。本文以分布式驱动电动汽车为主要研究对象,从整车驱动系统建模、系统主要部件选型和建模、转矩分配策略设计以及电驱动能效分析方面进行深入的分析研究。在分布式驱动电动汽车的动力系统构型分析方面,对其工作模式进行讨论,根据其能量流动分析结果确定了整车动力系统主要部件的工作方式,从技术特点和能效提升潜力角度将分布式驱动电动汽车与其他类型新能源汽车进行对比分析。在动力系统主要部件建模研究方面,结合各部件MAP图及动态工作过程,建立包括驱动电机、动力电池以及逆变器等主要系统部件的数学模型,为控制策略的优化及比较分析搭建了仿真平台。在分布式驱动转矩分配优化策略的研究方面,分别实现基于动态规划算法的及模糊控制算法的转矩分配优化策略。在动态规划算法实现转矩分配的控制策略中,以动力系统的能效作为优化目标,结合部件工作的边界条件,在中国城市道路工况和NEDC工况条件下实现了全局优化。在模糊控制算法实现转矩分配的控制策略中,结合转矩需求制定了模糊隶属度函数和模糊规则,在NEDC工况条件下进行了能效的计算。所提两种控制策略分别与转矩平均分配控制策略进行了能效对比研究。结果表明,所提动态规划算法(DP)优化及基于模糊规则的转矩分配控制策略,相对于转矩平均分配控制策略能够有效地提高动力系统的能效,增加纯电续驶里程。

关键词：分布式驱动转矩分配策略能效分析动态规划模糊控制

基于高频脉冲注入与转矩分配策略的SRM无位置传感器控制方法

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基于高频脉冲注入与转矩分配策略的SRM无位置传感器控制方法

作者：汤然南京理工大学

学位级别：硕士

双凸极结构的开关磁阻电机相较于传统电机,具有结构简单、坚固、可靠性高的优点,适用于高温、高污染的恶劣工作环境,但开关磁阻电机的运行过于依赖位置传感器提供的精确位置信号且运行过程中转矩脉动大。研究可靠性高、成本低廉、输出... 详细信息

双凸极结构的开关磁阻电机相较于传统电机,具有结构简单、坚固、可靠性高的优点,适用于高温、高污染的恶劣工作环境,但开关磁阻电机的运行过于依赖位置传感器提供的精确位置信号且运行过程中转矩脉动大。研究可靠性高、成本低廉、输出转矩稳定的开关磁阻电机控制系统对进一步拓宽电机应用范围具有重要意义。本文针对当前开关磁阻电机存在运行时过度依赖传感器提供精确位置信号且运行过程中容易产生较大转矩脉动的问题,研究了一种基于高频脉冲注入和转矩分配策略的SRM无位置传感器控制方法,主要包含以下内容:首先,对开关磁阻电机结构及其运行原理进行介绍,对三种电机数学模型逐一进行推导。对开关磁阻电机的基本控制方式进行介绍,结合电机运行特性对基本控制方式的优缺点及适用范围进行分析。其次,研究了一种基于高频脉冲注入和转矩分配策略的SRM无位置传感器控制方法。对高频脉冲注入法与转矩分配函数的原理进行研究,对脉冲频率的选取与脉冲分配函数的设计进行分析。在理论分析的基础上,构建了本文控制方法的系统框图。最后,基于一台额定功率为1k W的开关磁阻电机搭建了仿真模型与实验平台,对所提方法进行了仿真分析与实验研究。仿真分析与实验结果均表明:高频脉冲注入法能够准确估计电机转子实时位置,并能使电机运行于零低速区;结合转矩分配策略,可以在不影响电机在零低速区稳定运行的前提下,有效减小电机输出转矩脉动;本文提出的控制方法实现了开关磁阻电机无位置传感器低速范围运行下的转矩脉动抑制。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器控制高频脉冲注入转矩分配策略

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前后轴独立驱动电动汽车的转矩分配策略研究

前后轴独立驱动电动汽车的转矩分配策略研究

作者：杨裕武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着汽车保有量的迅猛增长,国内能源安全及环境污染形势日渐严峻。而纯电动汽车因其高效的能源利用率和清洁性,逐渐成为了汽车的主要发展方向。其中,前后轴独立驱动电动汽车(Front and Rear Axle Independent Drive Electric Veh... 详细信息

近年来,随着汽车保有量的迅猛增长,国内能源安全及环境污染形势日渐严峻。而纯电动汽车因其高效的能源利用率和清洁性,逐渐成为了汽车的主要发展方向。其中,前后轴独立驱动电动汽车(Front and Rear Axle Independent Drive Electric Vehicle,FRID EV)作为新的电动汽车节能优化突破点,也越来越受到大众的关注。本文以某前后轴独立驱动电动汽车为研究对象,以前后轴转矩分配为研究重点,主要进行了以下研究:首先,对前后轴独立驱动电动汽车的动力系统各部件进行了选型研究,基于目标车辆的动力性能和经济性能要求,选取了合适类型、参数的动力系统部件。其次,分析了平均分配、比例限值、基于效率等三种不同的转矩分配方法;根据基于倒拖转矩、电池电流、电机功率损耗等三种不同优化目标的对比确立了优化方向;分析了基于电机功率损耗的双电机效率最优数学模型,通过建立分配系数寻优模型,求解得到基于双电机效率最优的前电机转矩分配系数分布,并利用粒子群优化算法验证了其合理性。再次,制定了优化电机响应速度的前后轴驱动力分配方法;建立了基于PID控制器的前后轴双电机驱动防滑系统,并制定了单轴、双轴滑移情况下的转矩修正策略;制定了冲击度限制下的前后轴电机转矩变化量限制策略。最后,建立了联合仿真模型,对前后轴独立驱动电动汽车的三种驱动转矩分配策略进行了工况仿真和实车试验。能耗方面,优化后的转矩分配与平均分配、比例限值分配相比,在NEDC工况中分别减少了3.73%、2.72%,在WLTC工况中分别减少了3.31%、2.47%,在实车NEDC工况试验中分别减少了6.25%、3.23%。论文采用了理论分析、工况仿真及实车试验相结合的研究方法,在满足了项目设计要求的同时,进一步优化了目标车辆的能耗。对前后轴独立驱动电动汽车的转矩分配及节能研究提供了具有现实意义的参考。

关键词：电动汽车前后轴独立驱动转矩分配策略综合效率优化工况仿真

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分布式驱动电动汽车转矩分配策略研究

分布式驱动电动汽车转矩分配策略研究

作者：续开轩长春理工大学

学位级别：硕士

伴随着传统车辆产业所造成越来越多的环境污染问题与日益枯竭的石油资源,使得电动汽车的发展在近些年成为主流。不同于传统车辆,电动汽车可以提供更好的经济性与操纵性,并降低对石油能源的依赖,因此诸多学者都对电动汽车展开大量研究。... 详细信息

伴随着传统车辆产业所造成越来越多的环境污染问题与日益枯竭的石油资源,使得电动汽车的发展在近些年成为主流。不同于传统车辆,电动汽车可以提供更好的经济性与操纵性,并降低对石油能源的依赖,因此诸多学者都对电动汽车展开大量研究。而在众多电动车解决方案中,分布式驱动车辆由于其具有精准控制驱动轮转矩的特点,可以更好的实现对车辆动力学的研究。在交通事故调查中,绝大多数的事故是由于车辆丧失稳定性而造成的,路面湿滑、车辆速度过快等均是造成车辆失稳的重要原因,而分布式驱动电动车由于其转矩可控,恰好可以弥补这一缺陷。故本文围绕分布式驱动电动车的转矩分配策略进行研究,主要研究内容如下:本文首先对分布式驱动电动车稳定性控制策略的国内外研究现状进行分析,并分类讨论了其几种不同的动力学控制策略。其次对整车动力学进行分析,基于MATLAB/SIMULINK平台搭建整车七自由度动力学模型。其中轮胎的力学特征采用魔术轮胎模型进行拟合,车速估计采用车轮转动惯量进行计算,并搭建驾驶员模型以及发电机模型。在此基础上设计了转矩分配控制系统,上层控制器以二自由度车辆模型的理想运动状态作为控制目标,利用滑模控制算法跟踪其期望值,并针对车辆质心侧偏角难以获取的问题,设计了质心侧偏角观测器利用卡尔曼滤波算法。下层控制器接收到上层控制器所计算的横摆力矩数值,基于轮胎最小负荷率为目标,采用粒子群算法进行转矩分配。既能满足车辆稳定性需求,又能降低轮胎负荷率,使车辆留有更多的可调节裕度。最后在MATLAB/Simulink环境下进行仿真分析,仿真结果验证了该控制方法能够有效地提高车辆的操纵稳定性。

关键词：车辆横摆稳定控制转矩分配策略粒子群算法

六轮独立驱动电动车辆直驶驱动转矩分配策略研究

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六轮独立驱动电动车辆直驶驱动转矩分配策略研究

作者：李晓弘北京理工大学

学位级别：硕士

本文以六轮独立驱动电动车辆为研究对象，进行了直驶工况下轮荷观测器及基于防滑控制的驱动转矩分配策略研究，研究内容主要包括整车动力学模型、电机驱动系统、轮胎及路面模型的建立、轮荷观测器数学模型及仿真模型的建立、驱动防滑转... 详细信息

本文以六轮独立驱动电动车辆为研究对象，进行了直驶工况下轮荷观测器及基于防滑控制的驱动转矩分配策略研究，研究内容主要包括整车动力学模型、电机驱动系统、轮胎及路面模型的建立、轮荷观测器数学模型及仿真模型的建立、驱动防滑转矩分配策略研究、控制仿真模型的建立及仿真结果分析。本文分析了六轮独立驱动电动车辆的整车驱动型式，利用ADAMS软件建立了整车动力学模型、路面模型、轮胎模型，永磁同步电机驱动系统模型和动力电池组内阻模型，为后续轮荷观测器及转矩分配策略研究打下仿真基础。本文建立了三维空间下十八自由度整车数学模型，分析了簧下质量与车身的几何位置关系，建立了轮荷观测器的数学模型并利用ADAMS/View中的函数构造器对该模型进行了建立，定义了轮荷观测器所需的状态变量，设定仿真时间与仿真步长，对纵向长度凸块障碍路面、凹坑障碍路面及E级路面直驶工况下车辆轮荷进行仿真分析，结果表明，该轮荷观测器可以较为准确地估测不同路况下车辆各轮的轮荷。本文提出了基于驱动防滑控制的直驶车辆转矩分配策略。首先在轮荷观测器的基础上，利用车辆直驶实时计算出的各轮轮荷对各轮转矩进行基于载荷比的初始转矩分配，其次提出一种最优滑转率识别算法，并在此识别算法基础上，提出最优滑转率PI驱动防滑控制算法，建立该驱动转矩分配控制算法模型并对其进行E级路面直驶工况下的仿真计算及分析。结果表明，该转矩分配方法在使驱动轮的滑转率接近最佳值的同时，亦使车辆动力性能得到提升。

关键词：独立驱动电动车辆整车动力学模型轮荷观测器转矩分配策略