混联式液压混合动力系统建模与动态协调控制研究

【摘要】混联式液压混合动力汽车(Ps-HHV)与传统汽车相比,增加了液压系统,整车具备了两类驱动和制动系统,此系统集串联和并联结构于一体,它在结构布置方式和性能方面充分发挥了两种构型各自的优点。混联式的构型能让整车在复杂的工况下保持在最优工作状态,实现燃油经济性和低排放的控制目标。由于发动机和二次元件液压泵／马达具有不同的动态特性,在工作状态发生改变时,不同动力源间的耦合转矩会发生较大的波动,从而对动力总成部件产生一定的冲击,可能引起传动系的动力输出中断或不足,进一步影响整车的动力性、驾驶的舒适性和平顺性。本文针对混联式液压混合动力汽车在不同的工作模式时的动态切换问题主要做了以下的研究工作：第一,具体分析混联式液压混合动力汽车的构型特性,并依次对各部分的动力总成部件建立数学模型,根据绘制的发动机稳态效率MAP图,分析混联式液压混合动力汽车在驱动模式之间切换和制动模式之间切换的条件,针对驾驶员的总需求功率,提出了各动力源的功率分配管理策略,制定了不同模式的逻辑规则,建立整车前向仿真模型平台。第二,通过比较两个动力源的动态特性,分析车辆在不同模式间切换对传动系产生冲击的原因,提出了协调控制的策略,在驱动过程中,能利用二次元件对发动机进行补偿以减少扭矩波动产生的冲击,让发动机解耦工作在最优工作区；在制动的过程中有效的补偿整车制动转矩的损失,抑制了工况工作点附近的转矩剧烈变化。第三,在Matlab/simulink平台下建立的整车动力传动模型,根据混合动力汽车的不同工作状态,搭建功率分配策略和模式切换的逻辑策略和动态协调控制策略,对模型在典型城市综合工况下进行模拟仿真,通过对发动机、二次元件的运行参数、冲击度等的对比,验证了该算法的有效性和准确性。综上所述,本文通过对混联式液压混合动力车的模式切换的研究,提出了有效的控制方法策略,保证燃油经济性的基础上,进一步验证了切换的快速性和平顺性。对后续混联式液压混合动力系统的研究,提供了一定的参考价值。
【作者】方学问；
【导师】王芳荣；
【作者基本信息】吉林大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】拉维娜行星齿轮；混联式液压混合动力；能量管理；动态控制；

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