【摘 要】
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随着能源危机和环境污染问题的愈加突出,油耗和排放法规日趋严厉,新能源汽车发展前景广阔。受制于电池能量密度,纯电动汽车（Electric Vehicle,EV）“里程焦虑”问题短期内难以解决,插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）更具市场化优势,各大汽车厂家纷纷投入插电式混合动力车型开发,市面相继出现多种构型的插电式混合动力系统（Plug-in
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随着能源危机和环境污染问题的愈加突出,油耗和排放法规日趋严厉,新能源汽车发展前景广阔。受制于电池能量密度,纯电动汽车（Electric Vehicle,EV）“里程焦虑”问题短期内难以解决,插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）更具市场化优势,各大汽车厂家纷纷投入插电式混合动力车型开发,市面相继出现多种构型的插电式混合动力系统（Plug-in Hybrid Power System,PHPS）。与此同时,双离合变速器（Dual Clutch Transmission,DCT）具有双离合器、双输入轴的结构特点,起步及模式切换过程无动力中断、传动效率高等性能优势,当下插电式混合动力系统车型中占比逐年增加。混合动力系统可按多种方式分类,其中用P（Position）代表电气化部件的架构及电机间相对位置,结合不同的数字代号,将单电机混合动力系统划分为P1、P2、P2.5、P3、P4等多种构型。基于搭载DCT的P2.5插电式混合动力系统（P2.5-PHPS）,将电机集成到DCT某一输入轴,相比驱动电机置于发动机输出端的P1-PHPS及变速箱输入端的P2-PHPS,P2.5-PHPS具有电机效率不受发动机高温热辐射影响、P2.5驱动电机扭矩可直接经过变速器驱动起步或行驶、离合器控制发动机动力传递,油电衔接更顺畅等优势;相比驱动电机置于变速箱输出端的P3-PHPS、P4-PHPS,P2.5-PHPS利用电机速比不固定优化驱动电机的工作范围,提高动力输出效率、无需低压电机启动发动机和发电、油电耦合冲击度小。由此,此构型凭借其多方面优势,具有很大应用前景与研究意义。本文以搭载DCT的P2.5-PHPS为研究对象,对其起步及模式切换动态过程进行分析与研究,主要研究内容包括:（1）基于搭载DCT的P2.5-PHPS,分析系统特点及结构原理,多阶段建立起步及模式切换过程分析并建立相应动力学方程。考虑发动机、P2.5驱动电机两种不同类型动力源的稳态、动态特性,湿式离合器的扭矩传递特性,建立发动机、P2.5驱动电机、湿式离合器等关键器件模型。同时,根据车辆动力学方程搭建整车纵向动力学模型,形成P2.5-PHPS整车模型框架。（2）考虑运行工况,结合动力源特性,将起步类型划分为纯电动起步、发动机起步、双动力源联合起步三大类。其中,根据湿式双离合器的工作状态,发动机起步细分为发动机结合单/双离合器起步、双动力源联合起步多种类型。多阶段建立起步过程分析及相应动力学方程。为提高起步过程中车辆状态无法有效跟随驾驶员起步需求的问题,结合起步过程评价指标,提出考虑驾驶员起步意图识别的起步控制策略。（3）结合混合动力系统能量管理策略,识别整车需求扭矩、划分工作模式区域及分配动力源输出扭矩。考虑构型特点及结构优势,基于两个湿式离合器工作状态,将此构型模式切换类型划分为有湿式双离合结合、有湿式双离合分离、无湿式双离合动作三大类。多阶段建立模式切换过程分析并建立相应动力学方程。结合模式切换过程评价指标,制定对应的模式切换过程动态协调控制策略。（4）基于上述起步及模式切换控制策略,结合MATLAB/Simulink搭建不同类型起步及模式切换控制策略模型并离线仿真。对比分析多种起步方式、模式切换类型的仿真结果。验证基于搭载DCT的P2.5-PHPS起步及模式切换控制策略的可行性与有效性,为P2、P3等其它构型的混合动力系统控制提供参考和依据。
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