【摘 要】
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随着能源短缺和环境污染问题日益凸显,新能源汽车成为了未来汽车的发展方向,其中,插电式混合动力汽车既能够大幅度降低燃油消耗和排放,同时还有较长的续航里程,在当前阶段具
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随着能源短缺和环境污染问题日益凸显,新能源汽车成为了未来汽车的发展方向,其中,插电式混合动力汽车既能够大幅度降低燃油消耗和排放,同时还有较长的续航里程,在当前阶段具有独特的优势。无级变速器是混联式混合动力系统的关键单元,本文所研究的电磁变速器是一种无刷化的无级变速器,由于其特殊的结构和工作原理,以及混合动力系统的特殊应用背景,对其控制有了更高的要求,另外燃油经济性和低排放对混合动力系统能量管理有新的要求。本文首先分析了基于电磁变速器的混合动力系统的工作原理。采用图解的方法对电磁变速器的特性进行了分析,得出了不同速比下电磁变速器的工作状态和能量流动情况;对混合动力系统的工作原理进行了分析,确定了混合动力系统各端口功率关系;分析了混合动力系统的工作模式,为系统的控制和能量管理策略的制定提供依据。其次,研究了基于电磁变速器的混动力系统的控制策略。建立了电磁变速器系统的数学模型;为避免动力系统输出端转速和内燃机转速差较大时,电磁变速器失去转矩传递能力,提出了电磁变速器的弱磁控制方法,仿真结果表明,所提出的弱磁控制方法对电磁变速器有良好的控制效果;提出了电磁变速器系统的协调控制策略,并在多种运行模式下进行了仿真,仿真结果表明,所提出的控制策略对系统有良好的控制效果。再次,为了在满足汽车动力性能的同时,提高车辆的经济性,研究了能量管理策略。先介绍了模糊控制的基本理论,然后分析了能量管理的原理,接着设计了驱动模糊控制器和制动模糊控制器。最后,采用Cruise软件建立了混合动力汽车仿真模型,来验证能量管理策略,并分别在NEDC工况和UDDS工况下进行了仿真,仿真结果表明发动机运行于最佳效率曲线上,电池得到了优化控制;为了评估所提出的能量管理策略对汽车燃油经济性的作用,与Prius2012的测试结果进行了对比,对比表明与Prius2012的能耗非常接近,说明本文提出的能量管理策略性能良好。
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