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1 两档变速器电动汽车模拟仿真研究现状
武汉理工大学的程金瑞[1]以现有微型车6376NF为基础,对纯电动汽车行驶性能和循环工况进行了研究,确定了纯电驱动系统关键零部件的参数,通过搭建仿真模型和计算,验证了纯电动汽车动力性和经济性。基于EMT系统平台,重点设计了两档纯电驱动系统,采用电机和变速器集成化设计理念,开发出实物样机。比较分析了目前常用的换挡执行机构特点,对换挡液压缸、液压组件等进行了详细的设计,并开发出样品。在 AMESim环境下,对换挡执行机构液压元件进行了优化匹配保证换挡过程平稳可靠进行。根据动力总成系统试验要求,通过分析台架试验原理,研究相关数学模，对纯电驱动系统进行传动效率和换挡时间试验,试验结果显示整套驱动系统效率基本能够保证在80%以上,换挡时间在300~650ms范围内,接近于DCT技术,达到了而期的效果。
吉林大学的周飞鲲[2]以整车运动力学特性分析为基础,对纯电动汽车的整车性能需求及其主要影响因素进行了研究从动力性、经济性以及成本特性三方面分析了纯电动汽车的性能需求以及相应的评价指标。着重提出将成本作为整车性能评价的关键指标之一,并提出将动力电池全生命周期续驶里程作为纯电动整车维护和使用成本的一项重要表征因素。通过能耗敏感度的分析,明确了整车降重对提高整车经济性水平的重要性并根据不同行驶工况的特征差异,提出以多工况加权平均作为整车经济性评价的基础;分析了两档变速器型式应用于纯电动汽车的优势,确定将两档作为变速器匹配的基本原则。通过对整车性能需求及影响因素的分析,为纯电动汽车性能优化提出了可行的方向和优化目标。通过机理分析和试验研究相结合的方式系统性地研究了纯电动汽车两大动力总成一电机和电池的部件特性及规律。针对纯电动汽车动力系统参数匹配技术进行了研究,以提升整车性能潜力为目标,完成对目标纯电动车型动力系统参数的匹配设计和优化,并进行了对比仿真分析。
重庆大学的李彭熙[3]以长安志翔原型车为应用对象,在系统地研究了纯电动汽车制动过程以及复合储能系统基础上,设计了一种车辆新型电液混合动力传动系统,并进行了参数匹配设计、再生制动控制策略制定、系统综合建模以及联合仿真分析。主要研究工作如下分析了不同结构形式的车辆电液混合动力传动系统的特点,确定适用于本文研究的整车传动系统结构方案,并设计了液压系统控制回路方案。然后利用基于循环工况的参数匹配方法对整个动力传动系统关键部件进行了参数匹配设计包括电机、蓄电池、液压泵/达(二次元件)、蓄能器以及变速器等。对整车制动时的动力学以及车轮动力学进行分析,为了在满足制动安全性条件下最大程度回收制动能量,根据制动法规以及动力学条件确定了前、后轴制动力分配、制动强度门限值以及制动模式判断策略,并在此条件下制定了大、小强度制动力分配策略以及基于 Fuzzy-PID的ABS防抱死控制策略。利用 Matlab/ simulink软件数学建模方面的优势,建立了整车模型、电机模型、电池模型、控制系统模型、耦合机构模型以及轮胎路面模型:利用 AMEsim在硬件建模方面的优点,建立了摩擦制动系统模型以及液压再生制动系统模型在此基础上,通过 AMEsim- simulink联合仿真平台对系统的可行性进行分析。首先分析了液压再生制动系统在驱动和制动状态下的动态响应以及效率其次分析了液压调节单元在正弦激励下的动态响应;最后在不同的路面附着系数以及制动强度条件下,在所建立的联合仿真模型基础上对所提出的控制策略进行仿真分析。进行了车辆电液混合动力传动系统的设计以及参数匹配,提出了针对电夜混合动力系统的再生制动控制策略,使液压系统和蓄电池系统良好的协调配合,既能避免动力电池大电流充放电对寿命的影响问题,又能增加纯电动汽车续驶里程,为纯电动汽车再生制动系统的设计提供了一种新思路,具有较好的应用前景。
武汉理工大学夏青松[4]，对纯电动汽车的基本结构及相关的动力电池技术、电动机及其控制技术和能量管理技术进行了探讨。纯电动汽车与燃油汽车的主要区别在于它们的驱动系统不同,虽然纯电动汽车是从发展成熟的燃油汽车体系中借鉴的,但是纯电动汽车的结构和许多性能与技术参数有它本身的特征。通过比较几种常见的驱动系统布置方案,对蓄电池、电机等动力元件进行选型。在此基础上,对参数选择和参数间的合理匹配进行分析研究,提出一套比较合理的纯电动汽车驱动系统参数的设计原则,并以所设计的纯电动汽车为研究对象,对其驱动系统的参数。进行了选择。以PSAT仿真软件为平台,PSAT是一个功能非常强大的仿真软件,最后将在PSAT中完成整车的动态仿真。在PSAT中建立起各个子系统的模型,最后连接、运行,得出具体的结果并对其进行分析,文中在采用不同工况下进行了仿真研究,主要分析了电动汽车的动力性能,以验证匹配的动力系统符合所要求的动力性能指标。最后,介绍了电动汽车动力总成台架试验和整车性能试验。使用交流电机作为动力装置,在电机试验台架上对纯电动轿车动力总成系统各主要部件进行联合调试,测试动力总成系统的通信、管理、控制和协调功能,并对其进行完善验证了参数匹配的合理性。
吉林大学的任秉韬[5]对四轮驱动电动汽车转矩协调控制方法进行研究。旨在解决分布式线控电动底盘过驱动系统中驱动、转向等多个执行器间的动作耦合及制约问题,实现四轮驱动电动汽车“安全动力节能”的多目标需求。结合预测控制显示处理带约束多变量多目标优化问题的特点,提出基于预测控制理论的转矩协调控制方法利用商用仿真软件 AMESim建立模拟真车运动特性的电动汽车仿真模型,通过多样不同工况下的仿真研究,验证本论文所提出的转矩协调控制系统的有效性,并通过硬件在环实时试验对优化控制方法的实时实现进行了初步探索。
重庆大学杨洋[6]以小康某纯电动汽车为应用对象,以提高回收制动能量为目标,以保证良好的制动性能为约東条件,系统地研究了电动汽车电液复合制动系统,进行了新型电液复合制动系统的方案设计、理论分析与系统综合建模、联合仿真分析和性能评价。为满足电机再生制动力与液压制动力的协调控制要求,通过对传统汽车具有ABS防抱死功能的制动系统的分析,设计了基于ABS硬件的电动汽车新型电液复合制动系统。该系统采用ABS硬件中的高速开关阀组进行前轮制动压力的动态调节,前轮制动系统的动力源由ABS回油泵提供,制动主缸中原来接前轮制动系统的接口与所设计的行程模拟器相连,该系统能满足电动汽车各种制动模式的工作需求,实现各工作模式下压力协调控制与整车制动力分配。进行了电动汽车新型电液复合制动系统的设计与理论分析,提出了电复合制动系统的控制策略与控制方法,为电动汽车电液复合制动系统提供理论依据,具有较大的工程应用价值。
重庆大学邓均成[7]以长安某纯电动汽车为研究对象,以改善制动过程平顺性为目标,系统的研究了纯电动汽车电液联合制动系统。并进行了新型电液制动系统的方案设计、理论分析和系统综合建模、联合仿真和性能评价。通过对典型制动力分配策略的对比,在满足ECE制动法规、制动力学特性的前提下,对纯电动汽车前后轴制动力、前轴电机和液压制动力进行合理分配。确定了制动强度的门限值,制定了各制动强度下的制动力分配控制策略。通过对电机制动和液压制动特性的分析,基于制动力分配策略,提出协调电机制动力和液压制动力变化的控制策略。针对两个系统特性不同的情况,控制纯电动汽车各种制动模式间切换的平稳过渡,实现制动过程平顺性。基于ABS液压控制单元,设计了新型的液压制动系统。针对电液联合制动系统协调控制对仿真平台的需求,基于 AMEsim软件与 Matlab/simulink联合仿真平台,设计了联合仿真平台的结构方案,进行了基于 Matlab/simulink/stateflow的整车模型、轮胎模型、控制策略模型的建立以及液压制动系统 AMEsim模型的搭建。
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