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基于遗传算法的p2构型HEV模糊控制策略仿真优化研究

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基于遗传算法的P2构型HEV模糊控制策略仿真优化研究

作者：冯沙湖南大学

学位级别：硕士

人类对于经济和环境的苛刻要求使得开发新能源汽车成为势不可挡的趋势,就目前发展阶段而言,由于电池技术的许多关键问题没有得到解决,因而混合动力汽车是新能源汽车发展的最佳选择。p2构型作为HEV各类构型中综合性能好且研发难度不高的... 详细信息

人类对于经济和环境的苛刻要求使得开发新能源汽车成为势不可挡的趋势,就目前发展阶段而言,由于电池技术的许多关键问题没有得到解决,因而混合动力汽车是新能源汽车发展的最佳选择。p2构型作为HEV各类构型中综合性能好且研发难度不高的基本构型,具有很好的研究价值。然而,目前关于p2构型HEV的研究甚少,因此开展对其的研究具有一定的意义。本课题主要基于经过试验校核的传统乘用车,结合该车型以及p2构型的结构原理搭建了混合动力汽车的数值仿真模型。以提升汽车燃油经济性为目标,设计了模糊控制策略并引入遗传算法对其进行优化。主要研究内容和结果如下:（1）针对某款传统乘用车,分别开展了发动机万有特性试验以及整车道路NEDC循环试验,获取了大量相关的试验数据;基于试验数据建立了发动机实测Map模块和整车模型,并对建立的整车模型进行了校核,结果表明仿真精度均在5%以内,验证了模型的精准性;然后结合传统车模型以及p2构型的结构原理搭建了HEV的数值仿真模型,并对其主要部件的建模进行了全面分析。（2）以总需求转矩和SOC为输入变量、发动机转矩为输出变量、三角形为隶属度函数设计了模糊控制策略的核心模糊控制器,建立了量化因子和比例因子模块,搭建了模糊控制系统的Simulink仿真模型,并将其与GT-Suite整车模型进行耦合;通过与逻辑门限控制策略进行对比,结果表明所设计的模糊控制策略使整车百公里油耗量降低了4.8%,验证了所设计的模糊控制策略的优越性。（3）以BSFC为优化目标,通过Matlab编程实现了基于遗传算法的隶属度函数寻优;对比优化前后的模糊控制策略,结果表明在保证整车动力性基本不变的前提下,优化后的模糊控制策略使整车百公里油耗量降低了4.5%,基本上实现了本课题的研究目的。本课题研究结果表明,采用遗传算法对模糊控制策略进行寻优可以改善混合动力汽车各部件的性能,降低整车总油耗量,达到了较好的节能减排效果。

关键词：混合动力汽车 p2构型优化模糊控制策略遗传算法

基于p2构型混合动力驱动模式切换扭矩协调控制研究

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基于P2构型混合动力驱动模式切换扭矩协调控制研究

作者：廖永康重庆大学

学位级别：硕士

随着全球石油资源的日益枯竭与各国排放法规对汽车的要求愈发严苛,世界各大汽车公司都致力于研发新能源汽车,混合动力汽车即是其中的热点之一。混合动力汽车存在多种工作模式,在不同的行驶工况及驾驶员需求时,往往会产生模式切换。由于... 详细信息

随着全球石油资源的日益枯竭与各国排放法规对汽车的要求愈发严苛,世界各大汽车公司都致力于研发新能源汽车,混合动力汽车即是其中的热点之一。混合动力汽车存在多种工作模式,在不同的行驶工况及驾驶员需求时,往往会产生模式切换。由于发动机、电机等部件的动态响应特性不同,在模式切换时易影响整车行驶的平顺性。因此有必要对混合动力汽车的模式切换过程进行协调控制,提高驾驶员的舒适性。本文以基于position 2(p2)构型的混合动力系统为研究对象,对驱动模式切换的动态过程进行扭矩协调控制策略分析与研究,主要的研究内容有:①分析基于p2构型的混合动力系统的结构特点,在对发动机稳态特性、动态特性以及起动阻力矩分析的基础上建立节气门开度模型和基于实验数据建模法的发动机模型;介绍湿式多片离合器结构和工作原理,在对离合器的接合过程及其传递的扭矩特性动力学分析的基础上,建立仿真模型;根据电机转矩响应特性并利用相关试验数据,建立一阶响应的电机模型;利用锂离子电池试验数据建立内阻电池模型;在相关理论分析的基础上建立双质量飞轮、干式DCT变速器模型;根据经典的车辆行驶动力学方程,建立车辆纵向动力学模型。②根据驱动模式的划分区域,确定处于不同驱动状态工作模式下的动力源扭矩及离合器状态;在传动系统简化的基础上,对驱动模式进行动力学分析;采用冲击度作为模式切换品质的评价指标,由冲击度的基本定义,推导出混合动力系统的冲击度方程;分别对纯电动向发动机驱动、发动机向纯电动驱动、发动机向联合驱动模式切换的过程进行阶段划分,得出不同阶段的动力学方程、冲击度方程、扭矩变化率的可行域;由理论分析,将驱动模式分为三类典型模式切换过程:有离合器接合过程、有离合器分离过程、无离合器动作过程。③针对驱动模式切换的动态过程控制,分别提出发动机、电机及离合器的控制方法,其中发动机主要利用基于节气门开度变化率限制和pID控制,电机利用矢量控制进行控制,离合器滑摩阶段传递转矩的控制主要通过控制一级接合油压和接合油压变化率实现;制定驱动模式切换的控制流程,分析不同发动机起动点火方式对模式切换平顺性的影响,针对三类典型模式切换过程,分别制定扭矩协调控制策略。④搭建扭矩协调等控制策略模型;列举所建立混合动力系统的顶层控制模块以及相对底层的整车模式切换控制模块;对电起机过程进行仿真对比分析,结果表明采用发动机目标转速等扭矩点火的方式能使得扭矩输出更加平稳;针对三类典型模式切换过程,分别对有无扭矩协调控制策略进行仿真,结果表明采用扭矩协调策略能有效减小模式切换时的冲击度,验证了所制定扭矩协调控制策略的有效性;对比分析采用可行域限制的协调控制策略前后仿真结果,采用可行域限制的协调控制策略能有效控制模式切换时的冲击度,满足国家相关的法规要求。

关键词：混合动力系统模式切换 p2构型扭矩协调控制建模与仿真

position 2(p2)构型混合动力文献综述

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科技视界 2018年第33期 82-83页

作者：杨文斌何东伟同济大学浙江学院浙江嘉兴314000

混合动力根据电机布置位置的不同可以分为p0, p1, p2, p3, p4等多种构型,而p2混合动力构型的灵活性和便利性具有更为广阔的研究前景和应用价值,针对混合动力汽车模式切换过冲中各个部件协调控制已成为国内外混合动力汽车的重要研究内容... 详细信息

混合动力根据电机布置位置的不同可以分为p0, p1, p2, p3, p4等多种构型,而p2混合动力构型的灵活性和便利性具有更为广阔的研究前景和应用价值,针对混合动力汽车模式切换过冲中各个部件协调控制已成为国内外混合动力汽车的重要研究内容,本文综述了"基于p2构型混合动力驱动模式切换扭矩协调控制研究","p2构型的混合动力汽车电机启动发动机过程协调控制","p2结构混合动力系统协同控制","p2混合动力汽车用永磁同步电机温度场分析"和"HNSAE15196插电式混合动力汽车p2、 p3技术方案对比分析" 5篇论文并阐述了国际大公司关于混合动力p2构型的研发与投产。

关键词：混合动力 p2构型模式切换协调控制

p2混合动力离合器辅助发动机起动控制方法研究

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汽车技术 2018年第12期 23-27页

作者：赵彬宁甲奎周达刘四海郑岩一汽解放事业本部商用车开发院长春130011 中国第一汽车集团有限公司研发总院长春130011

为实现p2构型混合动力系统离合器辅助发动机起动的平顺控制,提出一种离合器与电机协调控制方法。建立了p2构型混合动力系统的动力学模型,并对离合器辅助发动机起动的控制过程进行了仿真分析。制定了离合器前馈+反馈并结合扭矩观测的控... 详细信息

为实现p2构型混合动力系统离合器辅助发动机起动的平顺控制,提出一种离合器与电机协调控制方法。建立了p2构型混合动力系统的动力学模型,并对离合器辅助发动机起动的控制过程进行了仿真分析。制定了离合器前馈+反馈并结合扭矩观测的控制策略,通过增加电机转速与DCT离合器之间的滑摩差,避免了起机过程中出现的转速波动给车辆带来冲击,同时给出动力电机扭矩的控制方法,实现了扭矩的合理分配。仿真分析和整车试验表明,所提出的扭矩控制方法可有效避免p2构型混合动力系统离合器辅助起机过程的冲击,实现了发动机起动各阶段的平稳过渡,确保车辆行驶的平顺性和舒适性。

关键词： p2构型双离合器式自动变速器离合器辅助起机控制策略 HEV

红旗H7混动动力汽车用离合器耦合式电机总成研发

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汽车文摘 2019年第1期 23-27页

作者：贺红伟赵慧超梁伟朋高楚中国第一汽车集团有限公司新能源开发院长春130011 中国第一汽车集团有限公司研发总院长春130011

一汽集团积极响应国家战略和法规要求,成功获批工信部新能源车开发项目,重点研发推广离合器耦合式电机总成(CCM)。离合器耦合式电机总成为"p2"构型,该构型技术门槛高、开发难度大,离合器耦合式电机总成集成双质量飞轮、分离离合器和驱... 详细信息

一汽集团积极响应国家战略和法规要求,成功获批工信部新能源车开发项目,重点研发推广离合器耦合式电机总成(CCM)。离合器耦合式电机总成为"p2"构型,该构型技术门槛高、开发难度大,离合器耦合式电机总成集成双质量飞轮、分离离合器和驱动电机,集成化程度高,结构紧凑,其中双质量飞轮和分离离合器为二次开发,驱动电机总成为自主开发。CCM已成功搭载红旗H7 pHEV车型,并于2016年投放市场,市场反馈良好。

关键词：新能源车 p2构型离合器耦合式电机总成(CCM) pHEV

混合动力汽车分离离合器故障诊断测试技术研究

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汽车文摘 2019年第11期 31-35页

作者：赵德银许中芳王伟东高艳高奥中国第一汽车股份有限公司智能网联开发院

采用p2构型的混合动力车,动力系统搭载了发动机和电机,发动机和电机之间通过分离离合器连接。根据车辆状态及行驶工况,HCU控制电磁阀开启或闭合,通过压力传感器实时获取分离离合器结合压力,以精确控制分离离合器结合状态,从而使整车处... 详细信息

采用p2构型的混合动力车,动力系统搭载了发动机和电机,发动机和电机之间通过分离离合器连接。根据车辆状态及行驶工况,HCU控制电磁阀开启或闭合,通过压力传感器实时获取分离离合器结合压力,以精确控制分离离合器结合状态,从而使整车处于不同的行驶模式。由分离离合器、电磁阀、压力传感器及HCU构成的分离离合器系统对整车行驶的安全舒适非常重要,因此对分离离合器系统的故障诊断也变的很重要。针对分离离合器系统的结构及控制方法,分析系统中可能出现的故障及故障会导致的结果,制定测试用例,编写自动化测试程序,实现对分离离合器系统的故障诊断自动化测试,通过测试数据后处理及分析,以检测、评判HCU的故障诊断及故障反应控制功能是否合理。

关键词： p2构型混合动力车分离离合器故障诊断