纯电动公交客车双电机驱动系统控制策略研究

• 作 者: 张恒
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 纯电动公交客车 双电机匹配 仿真优化 粒子群算法 控制策略

随着人们对环境污染问题的日益重视,越来越多的人开始关注纯电动公交客车。由于零排放、零污染和低成本的优点,纯电动公交客车已经逐渐取代了传统的内燃机公交客车。现阶段的纯电动公交客车大多是单电机匹配单级减速器的驱动结构,单电机驱动系统虽然具有控制方便、结构简单的优点,但是也可能存在电机负荷率较低、动力性能不足以及续驶里程较短等问题。为了解决上述单电机驱动存在的问题,本文对原是单电机驱动的纯电动公交客车改造为双电机驱动构型进行了研究,具体研究内容和结果如下:(1)对比分析典型的双电机驱动系统构型,分析了其结构特征、工作原理以及优缺点,针对纯电动公交客车驱动系统的要求,从中优选了一种适合纯电动公交客车需求的双电机构型。(2)以某型号8m纯电动公交客车为研究对象,以满足原车整车动力性能指标为约束条件,采用基于整车动力性指标和基于循环工况的参数匹配方法,对所选的双电机构型进行参数的初步匹配计算。(3)制定相应的控制策略,并利用MATLAB/SIMULINK实现。主要对整车需求转矩计算模块、驱动模式划分模块以及转矩分配模块进行了研究。制定了基于电机需求电功率最小的驱动模式划分策略,以及基于电机效率最优的瞬时优化算法的转矩分配策略。建立基于MATLAB/SIMULINK与CRUISE的联合仿真模型,并进行相关的动力性和经济性仿真。与传统单电机进行对比分析,验证了所提出的研究内容和方法的合理性和有效性。(4)以整车动力性要求为约束条件、中国典型城市公交循环工况下的百公里电耗为优化目标,利用模拟退火粒子群算法,在PYTHON软件上对初选传动比参数进行优化。将优化的传动比参数带入整车仿真模型中进行仿真,结果表明,在满足动力性要求的前提下,车辆的节能潜力得到了进一步提升。本课题的研究目的是通过制定整车驱动控制策略以及优化控制参数来验证双电机构型的动力性能和节能潜力优势。本文的研究对于提高整车的能量利用率,改善车辆的动力性和经济性等问题有十分重要的意义。