Résumé: Par rapport à un engrenage de réduction de rapport à vitesse fixe unique, AMT à deux vitesses peut réduir les performances de la batterie et du moteur du système complet des véhicules, mais une décapitation raisonnable est nécessaire pour garantir que les exigences de l'économie et de la puissance des véhicules peuvent être satisfaites. Tout d'abord, le papier analyse les modifications de l'efficacité de la batterie, du moteur et de la transmission dans la condition de conduite avec des modifications de la vitesse du véhicule et de l'ouverture de la pédale d'accélérateur. Pour réaliser l'objectif de l'efficacité systématique maximale, le papier conçoit une stratégie de changement économique optimale. Deuxièmement, le papier analyse leschanges de la vitesse accélérée sous différents changements avec des modifications de la vitesse du véhicule et de l'ouverture accélérateur. Pour réaliser l'objectif de l'efficacité du système maximale, le papier conçoit une stratégie de décalage optimaldynamique. Enfin, l'article conçoit un contrôleur de commutateur de stratégie de décalage, constitue une consommation de puissance de 100 kilomètres et un temps d'accélération en un indice de performance complet, calcule les facteurs de demande de puissance basés sur la théorie floue et sélectionne la stratégie de décalage correspondante basée sur les facteurs de demande de puissance. Les résultats de la simulation et de l'expérience montrent que par rapport à la stratégie de décalage traditionnel, la consommation d'énergie moyenne de 100 kilomètres est réduite de 9. 97% et la théaclération est légèrement pire d'environ 3,96%. Par conséquent, la stratégie de décalage peut non seulement garantir la demande de puissance de l'ensemble, mais également améliorer l'économie et étendre le kilométrage de l'endurance des véhicules. Mots clés: AMT à deux vitesses; efficacité du système; contrôle flou; Facteur de demande dynamique; contrôleur de commutation.
Afin de réduire les exigences de performance de la batterie et du moteur d'entraînement pour les véhicules électriques purs, ils sont généralement associés à des transmissions automatiques multi-gestes, dont AMT à deux vitesses est un sujet de recherche brûlant avec les avantages de la structure simple, du faible coût et Efficacité de transmission élevée.
Afin d'équilibrer l'économie et la puissance du véhicule, et de s'assurer que le moteur d'entraînement fonctionne toujours efficacement, une stratégie de décalage raisonnable pour l'AMT à deux gènes doit être conçue. Autour de ce problème, les experts et les universitaires au pays et à l'étranger ont mené de nombreuses recherches. Xiao Lijun et al. a proposé une méthode de contrôle intégrée et coordonnée, y compris le moteur d'entraînement, en utilisant la stratégie de contrôle de commutation à l'état PID et fini pour réguler la vitesse du moteur, et les résultats de test de simulation et de banc montrent que le moteur d'entraînement participe au décalage d'engrenage, et le processus de décalage de vitesse est plus rapide. Liu Fuxiao et al.2 ont développé une stratégie de changement de puissance et d'économie avec les objectifs du temps d'accélération le plus court et de l'efficacité du moteur le plus élevé, respectivement, et ont conçu un contrôleur de commutation basé sur la théorie floue. Les résultats de la simulation ont montré que la méthode peut assurer l'économie et la puissance du véhicule. Fu Jiangtao et al. a établi un modèle optimal de consommation d'énergie et a introduit deux fonctions de coût supplémentaires pour éviter un changement fréquent. Les résultats de la simulation et des tests montrent que la stratégie réduit efficacement la consommation d'énergie du véhicule sur 100 km. Li Congbo et al. a proposé une stratégie de décalage de mode économique avec une faible perte d'énergie et développé une méthode de calcul du couple moteur d'entraînement. À l'heure actuelle, le développement d'une stratégie de décalage commun analyse uniquement les caractéristiques de la machine à shen d'entraînement et de ses changements d'efficacité, ou calcule le couple de sortie minimum du moteur d'entraînement actuel dans le but de la consommation minimale d'énergie, ce qui améliore l'économie des véhicules à un certain étendue, mais sacrifiera grandement la dynamique du véhicule5-. L'efficacité de la batterie d'alimentation et l'efficacité de la transmission dans le système d'alimentation du véhicule électrique pur sont également des facteurs clés affectant la plage du véhicule. Dans le même temps, la stratégie de décalage largement utilisée actuelle est une méthode de sélection de vitesse hors ligne, qui ne peut pas être ajustée dynamiquement pour différentes conditions de conduite. Dans cet article, le modèle d'efficacité du moteur d'entraînement, de la batterie et de la transmission est construit pour analyser les changements de l'efficacité du système dans chaque condition de conduite, et la meilleure stratégie de changement économique est formulée dans l'objectif de l'efficacité du système la plus élevée. Afin d'assurer la dynamique du véhicule, la meilleure stratégie de décalage de dynamique est développée dans le but d'accélération maximale. Enfin, une méthode de calcul du facteur de demande de puissance est conçue sur la base de la théorie floue pour déterminer quelle stratégie de décalage doit être utilisée pour le véhicule à l'heure actuelle par le facteur de demande de puissance. Les résultats de simulation et de test montrent que la stratégie de décalage conçue peut garantir que le véhicule peut répondre à la demande d'énergie du conducteur et également augmenter la gamme de véhicules électriques purs.
1 Structure du système de transmission
Cette étude est basée sur un véhicule électrique pur équipé d'un AMT à deux vitesses. Le système de transmission de ce véhicule se compose d'une batterie d'alimentation, d'un moteur synchrone aimant permanent, d'un AMT à deux gènes et d'un différentiel, comme le montre la figure 1. Le contrôleur intégré du groupe motopropulseur est responsable de la transmission de signaux de contrôle à la batterie, au moteur et à deux -Gear AMT, tandis que l'énergie électrique est transférée entre la batterie et le moteur synchrone de l'aimant permanent, et l'énergie mécanique est transférée entre le moteur, le AMT à deux gènes et le différentiel.
Étant donné que le moteur d'entraînement a une réponse rapide, l'AMT à deux gènes adopte une structure sans embrayage, comme le montre la figure 2.
2 conception de stratégie de quart de travail
2.1 Analyse de l'efficacité du système de transmission
Lors de la formulation d'une stratégie de décalage économique, les changements d'efficacité des composants du groupe motopropulseur doivent être pleinement pris en compte. Étant donné que l'efficacité des autres composants est élevée et ne change pas de manière significative dans chaque condition de conduite, seuls les changements d'efficacité du moteur d'entraînement, de la batterie d'alimentation et de la transmission sont analysés dans cet article.
1) Le modèle d'efficacité du moteur d'entraînement pour établir le modèle de moteur synchrone à aimant permanent a principalement 2 méthodes, une analyse théorique et une modélisation expérimentale. La modélisation de l'analyse théorique consiste à établir les équations différentielles décrivant les caractéristiques du moteur en analysant la force et le principe électrique de chaque partie du moteur synchrone de l'aimant permanent. Cependant, en raison de la relation de couplage électromagnétique complexe à l'intérieur du moteur et certains paramètres sont difficiles à mesurer, la méthode de modélisation expérimentale est utilisée pour analyser le changement d'efficacité du moteur d'entraînement en collectant la vitesse, la puissance, le couple et d'autres données du moteur sous Différentes charges de subjects G, établissant un tableau de données qui peut décrire les caractéristiques dynamiques réelles du moteur et utiliser la recherche et l'interpolation de table pour obtenir l'efficacité du moteur dans différentes conditions de travail.
La figure 3 montre la surface de l'efficacité du moteur NM avec la vitesse du moteur WM et le couple TM
Pour faciliter l'analyse de l'efficacité du moteur, la figure 3 est projetée sur le plan de vitesse de couple du moteur pour obtenir le tracé de contour de l'efficacité du moteur illustré à la figure 4. On peut voir sur la figure 4 que l'efficacité du moteur est faible lorsque le moteur La vitesse est inférieure à 2000r / min et le couple de sortie est inférieur à 150 n. Par conséquent, lors de la conception de la stratégie de changement de vitesse, le moteur d'entraînement doit être évité pour fonctionner dans cet intervalle.
2) Modèle d'efficacité de la batterie d'alimentation
La batterie de la carpe de phosphate de fer est une batterie de puissance de véhicule largement utilisée et ses performances de fonctionnement sont affectées par la température, la tension du terminal, le SOC unique et d'autres facteurs. Comme le processus de travail de la batterie est un processus de réaction chimique complexe, il est également difficile d'établir un modèle mathématique précis par analyse théorique. Par conséquent, dans cet article, le modèle d'efficacité de la batterie est établi en combinant des expériences avec un ajustement numérique.
Étant donné que cette étude implique uniquement la stratégie de décalage des véhicules électriques purs, seul le modèle d'efficacité de décharge de batterie de puissance est établi ici. La méthode spécifique est la suivante: le déchargeur intelligent CKHF-500V500A est utilisé pour le test, et la température de test est définie dans la plage de (35 2) C en référence à la température de travail de la batterie pendant la conduite normale de l'électricité pure véhicule. Pendant la conduite du véhicule, le contrôleur intégré du groupe motopropulseur interprétera l'intention de conduite du conducteur, calculera le couple pour être sorti par le moteur et enverra une demande d'alimentation au système de gestion de la batterie. L'efficacité de la batterie et les données SOC sont collectées à différentes puissances de décharge et ajustées pour obtenir le graphique d'efficacité de la batterie illustrée à la figure 5.
3) Modèle d'efficacité de la transmission La perte de puissance de la transmission est principalement composée de perte de puissance de maillage, portant la perte de puissance de frottement et la perte de puissance de barrage d'huile. Selon la structure spécifique d'un AMT à deux vitesses sélectionné dans cet article, la formule de calcul de chaque perte de puissance est la suivante.
Où: PC pour la perte de puissance de maillage de l'équipement; PH pour la perte de puissance de friction coulissante de l'équipement; PR pour la perte de puissance de frottement roulante; f (s) pour le facteur de frottement instantané; FN pour la charge normale de la surface dentaire; VH (s) pour la mise en glissement de la perte de glissement; H pour l'épaisseur du film d'huile de puissance élastique; VG pour la vitesse de roulement moyenne; B pour la largeur dentaire efficace de l'équipement; β pour l'indexation du cercle d'angle d'hélice du cercle.
Où: p est la puissance de perte de frottement de roulement; m est le couple de frottement de roulement du modèle SKF; n est la vitesse de rotation des roulements
Où: PJ est la puissance de perte de barrage; Tchurn est le couple de barattage
2.2 La stratégie de décalage économique optimal avec une efficacité optimale du système Selon l'équation de conduite du véhicule, la puissance de sortie du véhicule dans des conditions de conduite peut être obtenue, comme le montre l'équation (4).
Et la puissance d'entrée peut être exprimée comme
Se combinant avec l'équation (4) (5), l'efficacité de l'ensemble du système de véhicule peut être obtenue comme
Où: ηsys est l'efficacité totale du système; μ est le coefficient d'adhésion des routes; M est la masse du véhicule; α est l'angle de rampe; Le CD est le coefficient de résistance à l'air; A est la zone du vent; δ est le facteur de conversion de masse; V est la vitesse du véhicule; ηm et ηb sont respectivement l'efficacité du moteur et de la batterie; TM est le couple de sortie du moteur; WM est la vitesse angulaire du moteur.
Sans considérer la résistance à la rampe, il peut être obtenu à partir de l'équation (6) que l'efficacité du système est liée à la vitesse du véhicule, à l'accélération, à l'efficacité de la batterie, à l'efficacité du moteur et à d'autres facteurs. Afin d'assurer l'efficacité la plus élevée du système de véhicule pendant le processus de conduite, le contrôleur doit contrôler le véhicule à différents accélérateurs d'ouverture et de vitesse pour sélectionner un équipement raisonnable pour assurer la plus grande efficacité de l'ensemble du système de véhicule. Sur la base du modèle de véhicule dans AVL Cruise et de la méthode de calcul donnée ci-dessus, l'efficacité du système des 1er et 2e engrenages avec le SOC de batterie de 0,9 est calculée respectivement, comme le montre les figures 6 et 7.
Combiner les fig. 6 et 7 donne la figure 8, à partir de laquelle on peut voir que le système est toujours le plus efficace avant et après le déplacement, tant que le changement est effectué à l'intersection des deux surfaces.
Étant donné que l'économie des véhicules est la meilleure lorsque le système est le plus efficace, la meilleure courbe de décalage économique peut être obtenue en projetant l'intersection des surfaces de la figure 8 dans le plan de vitesse d'ouverture de la pédale d'accélération, comme le montre la figure 9.
En analysant la meilleure courbe de mise en service économique sous différents SOC, nous pouvons obtenir la meilleure surface de décalage économique du véhicule électrique pur sous différents SOC, comme le montre la figure 10.
D'après la figure 10, nous pouvons voir que la courbe de remontée économique optimale change considérablement lorsque le SoC de la batterie est inférieur à 0,4. La raison en est que l'efficacité de la batterie diminue considérablement lorsque la batterie SOC est trop faible. 2.3 Stratégie optimale de décalage de puissance
Sans considérer la résistance à la rampe, l'équation (4) montre que plus l'accélération du véhicule est élevée, plus la puissance de conduite est élevée. Analyse de la relation entre l'accélération du véhicule avec l'ouverture de la pédale d'accélérateur et la vitesse du véhicule dans différents engrenages, nous pouvons obtenir le changement d'accélération dans chaque équipement comme le montre la figure 11
Afin d'obtenir une dynamique suffisante, il est nécessaire d'assurer l'accélération maximale avant et après le déplacement, comme on peut le voir à partir de la figure 11: le déplacement à l'intersection de l'équipement et des surfaces d'accélération de 2e vitesse peut assurer l'accélération maximale avant et après le déplacement. Sur la base du principe ci-dessus, la meilleure courbe de mise en service de puissance peut être obtenue, comme le montre la figure 12
De même, le changement de la courbe de remontée de puissance optimale avec un SOC différent est analysé comme le montre la figure 13. D'après la figure 13, on peut voir que le changement de la courbe optimale de puissance de puissance n'est pas évident avec le changement de SOC.
