基于模糊理论的纯电动汽车多模式动力匹配与控制研究

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随着能源危机、环境污染以及温室效应等问题的日益严重,新能源汽车成为整个汽车行业的必然发展趋势,新能源汽车中,纯电动汽车以其污染小、噪音低、效率高并且更易于产业化,受到全世界范围内的广泛关注。本文结合工信部—新能源汽车产业技术创新工程项目及国家863“转子增程/充换兼容电动轿车技术攻关及产业化”项目(No.2012AA111401),重点围绕纯电动汽车动力匹配、多模式划分及驱动控制策略展开研究。主要进行了纯电动汽车动力系统主要零部件的参数匹配,分析城市工况下纯电动汽车的行驶特性,基于模糊理论对纯电动汽车多模式动力匹配与控制策略进行研究。通过建立整车仿真模型及实车试验对多模式识别及驱动控制策略的可行性进行验证。主要内容如下:  (1)分析了纯电动汽车动力系统结构及驱动电机和动力电池的匹配设计流程。根据车辆动力性、经济性指标要求,结合电机和电池参数对整车性能的影响,对驱动电机和动力电池进行选型和参数匹配研究。  (2)分析了纯电动汽车整车控制系统的结构及其在城市工况下的行驶特性,提出了基于多信息融合理论的驱动模式识别策略,将纯电动汽车划分为起步模式、动力模式、经济模式、跛行模式四种驱动模式。  (3)根据不同驱动模式下的性能要求,提出基本需求转矩与修正转矩的联合转矩优化算法,分别对各驱动模式建立相应的驱动控制策略。重点对转矩优化控制策略进行研究,根据驾驶员驾驶意图及车辆实时反馈信息,基于模糊理论对多模式驱动控制策略进行修正,优化驾驶员实际需求转矩。  (4)在MATLAB/Statcflow环境下,建立驱动模式识别模型;在MATLAB/Simulink环境下,建立整车仿真模型。整车仿真模型包含驱动控制器、驱动电机、动力电池、车辆动力学等相关模块。根据设计的驱动控制策略及整车仿真模型,验证纯电动汽车加速时间、续驶里程等基本性能指标,并对起步、动力、经济、跛行等不同驱动模式下的控制策略进行仿真分析和比较。  (5)以D2P为快速控制原型,将设计的驱动控制策略在试验用车上进行代码转化及参数调试,并通过在转毂试验台上运行完成了整车驱动转矩控制和性能试验。试验重点验证各驱动模式下的转矩输出的控制及不同驱动模式之间的比较,分析转矩控制是否符合预期设计意图。
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