Verschiebungsstrategie für zwei Geschwindigkeit von Elektrofahrzeugen

Abstract: Im Vergleich zum Reduktionsverringerungsgeräte mit einem festen Geschwindigkeits-Verhältnis kann die Zweigang-AMT die Batterie und die motorische Leistung des gesamten Fahrzeugsystems Reduktion durchführen. Angemessener Schaltstrategy ist jedoch erforderlich, um sicherzustellen, dass die Anforderungen an Fahrzeugwirtschaft und Strom erfüllt werden können. Zunächst analysiert die Veränderungen der Batterie-, Motor- und Getriebeeffizienz unter der Antriebsbedingung mit Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigerpedalöffnung. Um das Ziel der maximalen Systemeffizienz zu verwirklichen, entwirft das Papier eine optimale Strategie für wirtschaftliche Verschiebungen. Zweitens haben die Papieranalyse der beschleunigten Geschwindigkeit unter unterschiedlichen Verschiebungen mit Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Beschleunigungsgefühle. Um das Ziel der maximalen Systemeffizienz zu verwirklichen, entwirft das Papier eine optimaldynamische Verschiebungsstrategie. Schließlich entwirft das Papier einen Schaltstrategie -Switch -Controller, macht PowerConumption von 100 Kilometern und Beschleunigungszeit in einen umfassenden Leistungsindex aus, berechnet Leistungsbedarfsfaktoren auf der Grundlage der Fuzzy -Theorie und wählt die entsprechende Schichtstrategie basierend auf der Kraft -Nachfragefaktoren aus. Die Ergebnisse der Simulation und des Experiments zeigen, dass im Vergleich zur traditionellen Verschiebungsstrategie der durchschnittliche Stromverbrauch von 100 Kilometern um 97% reduziert wird und die Tätigkeit um etwa 3,96% etwas schlechter ist. Daher kann die Schichtstrategie nicht nur den Strombedarf des Rivers gewährleisten, sondern auch die Wirtschaft verbessern und die Meilen von Fahrzeugen ausdehnen. Keey-Wörter: Zweigang-AMT; Systemeffizienz; Fuzzy Control; Dynamischer Bedarfsfaktor; Schaltkontroller.

Um die Leistungsanforderungen des Batterie- und Antriebsmotors für reine Elektrofahrzeuge zu verringern, werden sie im Allgemeinen mit Multi-Grear-Automatikgetriebe übereinstimmen, von denen zwei-Gang-AMT ein heißes Forschungsthema mit den Vorteilen einfacher Struktur, niedrigen Kosten und niedrigen Kosten ist hohe Übertragungseffizienz.
Um die Wirtschaft und Macht des Fahrzeugs auszugleichen und sicherzustellen, dass der Antriebsmotor immer effizient arbeitet, muss eine angemessene Schichtstrategie für das AMT mit zwei Gangs entwickelt werden. In Bezug auf dieses Problem haben Experten und Wissenschaftler im In- und Ausland viel Forschung durchgeführt. Xiao Lijun et al. schlug ein integriertes und koordiniertes Steuerungsmethode vor, einschließlich des Antriebsmotors, die Verwendung von PID- und Finite -Status -Umschaltungssteuerungsstrategie zur Regulierung der Motordrehzahl, und die Ergebnisse der Simulation und der Bench -Test zeigen, dass der Antriebsmotor an der Verschiebung der Zahnrad beteiligt ist und der Verschiebungsprozess ist Schneller. Liu Fuxiao et al. Simulationsergebnisse zeigten, dass die Methode die Wirtschaft und Macht des Fahrzeugs sicherstellen kann. Fu Jiangao et al. Es wurde ein optimales Energieverbrauchsmodell erstellt und zwei zusätzliche Kostenfunktionen eingeführt, um häufige Verschiebung zu verhindern. Simulations- und Testergebnisse zeigen, dass die Strategie den Fahrzeugergieverbrauch um über 100 km effektiv reduziert. Li Congbo et al. schlug eine Schichtstrategie für wirtschaftliche Modus mit geringem Energieverlust vor und entwickelte eine Methode zur Berechnung des Antriebsmotors. Gegenwärtig analysiert die Entwicklung der gemeinsamen Schichtstrategie nur die Eigenschaften der Antriebsmengen und ihre Effizienzveränderungen oder berechnet das Mindest -Ausgangsdrehmoment des aktuellen Antriebsmotors mit dem Ziel des minimalen Energieverbrauchs, was die Fahrzeugwirtschaft auf eine bestimmte Wirtschaft verbessert Umfang, aber die Fahrzeugdynamik erheblich opfern5-. Die Effizienz der Leistungsbatterie und die Effizienz des Getriebes im Stromversorgungssystem mit reinem Elektrofahrzeug sind auch Schlüsselfaktoren, die den Bereich des Fahrzeugs beeinflussen. Gleichzeitig ist die aktuelle weit verbreitete Verschiebungsstrategie eine Offline-Auswahlmethode, die nicht dynamisch für unterschiedliche Fahrbedingungen angepasst werden kann. In diesem Artikel wird das Effizienzmodell des Antriebsmotors, der Batterie und des Getriebes entwickelt, um die Änderungen der Systemeffizienz unter jedem Fahrzustand zu analysieren, und die beste wirtschaftliche Verschiebungsstrategie wird mit dem Ziel der höchsten Systemeffizienz formuliert. Um die Dynamik des Fahrzeugs zu gewährleisten, wird die beste Dynamikverschiebungsstrategie mit dem Ziel einer maximalen Beschleunigung entwickelt. Schließlich wird eine Methode zur Berechnung des Leistungsbedarfsfaktors auf der Grundlage der Fuzzy -Theorie entwickelt, um zu bestimmen, welche Schichtstrategie zu diesem Zeitpunkt für das Fahrzeug durch den Leistungsbedarfsfaktor verwendet werden sollte. Die Simulations- und Testergebnisse zeigen, dass die entworfene Verschiebungsstrategie sicherstellen kann, dass das Fahrzeug den Strombedarf des Fahrers erfüllen und auch die Reichweite der reinen Elektrofahrzeuge erhöhen kann.

1 Übertragungssystemstruktur
Diese Studie basiert auf einem reinen Elektrofahrzeug, das mit einem Zweigang-AMT ausgestattet ist. Das Übertragungssystem dieses Fahrzeugs besteht aus einer Leistungsbatterie, einem permanenten Magnetensynchronmotor, einem AMT mit zwei Gangs und einem Differential, wie in Abbildung 1 gezeigt -Gehe AMT, während die elektrische Energie zwischen der Batterie und dem permanenten Magnetensynchronmotor übertragen wird und die mechanische Energie zwischen dem Motor, dem AMT mit zwei Gangs und dem Differential übertragen wird.

Da der Antriebsmotor eine schnelle Reaktion hat, nimmt das AMT mit zwei Gear eine kuppllose Struktur an, wie in Abbildung 2 gezeigt.
2 Schichtstrategiedesign
2.1 Effizienzanalyse für Übertragungssysteme
Bei der Formulierung einer wirtschaftlichen Schichtstrategie müssen die Effizienzänderungen der Antriebsstrangkomponenten vollständig berücksichtigt werden. Da die Effizienz anderer Komponenten hoch ist und sich unter jedem Fahrzustand nicht wesentlich ändert, werden in diesem Artikel nur die Effizienzänderungen des Antriebsmotors, der Strombatterie und des Getriebes analysiert.

1) Antriebsmotor -Effizienzmodell zur Herstellung des permanenten Magnetensynchronmotormodells verfügt hauptsächlich über 2 Methoden, die theoretische Analyse und die experimentelle Modellierung. Die theoretische Modellierung der Analyse besteht darin, die Differentialgleichungen zu ermitteln, die die motorischen Eigenschaften beschreiben, indem die Kraft und das elektrische Prinzip jedes Teils des permanenten Magnetensynchronmotors analysiert werden. Aufgrund der komplexen elektromagnetischen Kopplungsbeziehung innerhalb des Motors und einige Parameter sind jedoch schwer zu messen. Die experimentelle Modellierungsmethode wird verwendet Unterschiedliche G-Subject-Lasten, die eine Datentabelle erstellen, die die tatsächlichen dynamischen Eigenschaften des Motors beschreiben und die Tisch-Look-up und -interpolation verwendet, um die Effizienz des Motors unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu erhalten.
Abbildung 3 zeigt die Oberfläche des motorischen Effizienz NM mit Motordrehzahl WM und Drehmoment TM

Um die Analyse der motorischen Effizienz zu erleichtern, wird Abbildung 3 auf die Motordrehmomentdrehebene projiziert, um das in Abbildung 4 gezeigte Konturdiagramm von Motorwirkungsgrad zu erhalten. Aus Fig. 4 ist es zu erkennen, dass der Motorwirkungsgrad bei dem Motor niedrig ist Die Geschwindigkeit liegt unter 2000R/min und das Ausgangsdrehmoment liegt unter 150 N-m. Daher sollte der Antriebsmotor bei der Gestaltung der Schaltstrategie in diesem Intervall vermieden werden.

2) Modell der Batterieffizienz des Batteriesffizienzes
Die Eisenphosphatkarkenbatterie ist eine weit verbreitete Fahrzeugleistung, und ihre Betriebsleistung wird durch Temperatur, Klemmenspannung, Einzelzell -SOC und andere Faktoren beeinflusst. Da der Arbeitsprozess der Batterie ein komplexer chemischer Reaktionsprozess ist, ist es auch schwierig, durch theoretische Analyse ein genaues mathematisches Modell herzustellen. Daher wird in diesem Artikel das Effizienzmodell der Batterie durch Kombination von Experimenten mit numerischer Anpassung festgelegt.
Da diese Studie nur die Hochschaltstrategie reiner Elektrofahrzeuge beinhaltet, wird hier nur das Effizienzmodell für Strombatterien erstellt. Die spezifische Methode lautet wie folgt: CKHF-500V500A Intelligenter Deaktivierung wird für den Test verwendet, und die Testtemperatur wird im Bereich von (35 2) C in Bezug auf die Arbeitstemperatur der Batterie während des normalen Antriebs der reinen Elektrik gesetzt Fahrzeug. Während des Fahrens des Fahrzeugs interpretiert der integrierte Antriebsstrang -Controller die Fahrabsicht des Fahrers, berechnet das Drehmoment, das vom Motor ausgegeben werden soll, und senden Sie eine Stromanforderung an das Batterieverwaltungssystem. Die Batterieffizienz- und SOC -Daten werden bei verschiedenen Entladungsleistungen erfasst und angepasst, um den in Abbildung 5 gezeigten Batterieffizienzdiagramm zu erhalten.

3) Modell zur Übertragungseffizienz Der Stromverlust des Getriebes besteht hauptsächlich aus Ausrüstungsverluste, der Reibungsstromverlust und Ölschulenstromverlust trägt. Gemäß der spezifischen Struktur eines in diesem Artikel ausgewählten Zweigang-AMT ist die Berechnungsformel jedes Leistungsverlusts wie folgt.

Wo: PC für Gear -Meshing -Stromverlust; PH für Zahnrad -Reibungsstromverlust; PR für den Verlust von Rolling -Reibungsverluster für Zahnrad; f (s) für den sofortigen Reibungsfaktor; Fn für die normale Last der Zahnoberfläche; VH (s) für das Vernischen von Verlustschiebergeschwindigkeit; H für elastische Stromölfilmdicke; VG für durchschnittliche Rollgeschwindigkeit; B für Getriebe Effektive Zahnbreite; β für den Helix -Winkel für Zahnradindexierungskreis.

Wo: p ist die tragende Reibungsverlustleistung; M ist das SKF -Modell, das das Reibungsdrehmoment trägt; n ist die Lagerdrehzahl

Wo: PJ ist die aufgewühlte Verlustkraft; TCHURN ist das aufgewühlte Drehmoment
2.2 Die optimale Strategie für wirtschaftliche Verschiebung mit optimaler Systemeffizienz gemäß der Fahrgleichung des Fahrzeugs kann die Ausgangsleistung des Fahrzeugs unter Antriebsbedingungen erhalten werden, wie in Gleichung (4) gezeigt.

Und die Eingangsleistung kann ausgedrückt werden als

Kombination mit Gleichung (4) (5) kann die Effizienz des gesamten Fahrzeugsystems erhalten werden als

Wo: ηsys ist die Gesamtsystemeffizienz; μ ist der Straßenadhäsionskoeffizient; M ist die Fahrzeugmasse; α ist der Rampenwinkel; CD ist der Luftwiderstandskoeffizient; A ist der windgezogene Bereich; δ ist der Massenumwandlungsfaktor; V ist die Fahrzeuggeschwindigkeit; ηm und ηb sind der Motor- und Batterieffizienz; TM ist das Motorausgangsdrehmoment; WM ist die Motorwinkelgeschwindigkeit.
Ohne den Rampenwiderstand zu berücksichtigen, kann er aus Gleichung (6) erhalten werden, dass die Systemeffizienz mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Batterieffizienz, motorischer Effizienz und anderen Faktoren zusammenhängt. Um die höchste Effizienz des Fahrzeugsystems während des Fahrverfahrens zu gewährleisten, muss der Controller das Fahrzeug bei einer verschiedenen Beschleunigerpedalöffnung und der Geschwindigkeit steuern, um ein angemessenes Gang auszuwählen, um die höchste Effizienz des gesamten Fahrzeugsystems zu gewährleisten. Basierend auf dem Fahrzeugmodell in der AVL -Kreuzfahrt und der oben angegebenen Berechnungsmethode wird die Systemeffizienz von 1. und 2. Zahnrädern mit dem Batterie -SOC von 0,9 berechnet, wie in Abbildung 6 und 7 gezeigt.

Kombinieren der Feigen. 6 und 7 gibt Fig. 8, aus dem ersichtlich ist, dass das System vor und nach dem Schalten immer am effizientesten ist, solange das Verschiebung an der Schnittstelle der beiden Oberflächen erfolgt.

Da die Fahrzeugwirtschaft am besten ist, wenn das System am effizientesten ist, kann die beste Wirtschafts-Hochschaltkurve erhalten werden, indem der Schnittpunkt der Oberflächen in Abbildung 8 in die Geschwindigkeitsebene der Beschleunigungspedale projiziert wird, wie in Abbildung 9 gezeigt.

Durch die Analyse der besten Wirtschafts -Hochschaltkurve unter verschiedenen SOC können wir die beste Wirtschaftsverschiebung des reinen Elektrofahrzeugs unter verschiedenen SOC erhalten, wie in Abbildung 10 dargestellt.

Aus Abbildung 10 können wir feststellen, dass sich die optimale wirtschaftliche Hochschaltkurve erheblich ändert, wenn der Batterie -SOC unter 0,4 liegt. Der Grund dafür ist, dass die Batterieffizienz dramatisch abnimmt, wenn der Batterie -SOC zu niedrig ist. 2.3 Strategie für optimale Leistungsverschiebung
Ohne den Rampenwiderstand zu berücksichtigen, zeigt Gleichung (4), dass je höher die Beschleunigung des Fahrzeugs ist, desto höher ist die Antriebsleistung. Analyse der Beziehung zwischen der Beschleunigung der Fahrzeugbeschleunigung mit dem Pedalöffnung der Beschleuniger und der Fahrzeuggeschwindigkeit in verschiedenen Zahnrädern können wir die Beschleunigungsänderung in jedem Gang erhalten, wie in Abbildung 11 gezeigt

Um eine ausreichende Dynamik zu erhalten, muss die maximale Beschleunigung vor und nach dem Verlagerung gewährleistet werden, wie aus Abbildung 11 ersichtlich ist: Verschiebung an der Kreuzung von Ausrüstung und 2nd Getriebe Beschleunigung kann die maximale Beschleunigung vor und nach dem Schalten sicherstellen. Basierend auf dem obigen Prinzip kann die beste Stromverschiebungskurve erhalten werden, wie in Abbildung 12 gezeigt

In ähnlicher Weise wird die Änderung der optimalen Stromverschiebungskurve mit unterschiedlichem SOC, wie in Abbildung 13 gezeigt, analysiert. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, dass die Änderung der optimalen Stromverlustkurve mit der Änderung des SOC nicht offensichtlich ist.