Resumen: En comparación con el engranaje de reducción de la relación de velocidad fija única, el AMT de dos velocidades puede reducir los insuficiencia para el rendimiento de la batería y el motor del sistema completo del vehículo, pero se requiere un shiftstrategy razonable para garantizar que se puedan cumplir los requisitos de la economía y la energía del vehículo. Primero, este documento analiza los cambios de la eficiencia de la batería, el motor y la transmisión en la condición de conducción con los cambios de la velocidad del vehículo y la apertura del pedal del acelerador. Para realizar el objetivo de la máxima eficiencia del sistema, el documento diseña una estrategia óptima de cambio económico. En segundo lugar, el papel analiza los cambios de la velocidad acelerada bajo diferentes cambios con cambios de velocidad del vehículo y apertura de aceleradorpedal. Para darse cuenta del objetivo de la máxima eficiencia del sistema, el documento diseña una estrategia de cambio óptima Didinámica. Finalmente, el documento diseña un controlador de cambio de estrategia de cambio, constituye un consumo de potencia de 100 kilómetros y el tiempo de aceleración en un índice integral de rendimiento, calcula los factores de demanda de energía basados en la teoría difusa y selecciona la estrategia de cambio correspondiente basadas en factores de demanda de la fuerza. La simulación y los resultados del experimento muestran que, en comparación con la estrategia de desplazamiento tradicional, el consumo promedio de energía de 100 kilómetros se reduce en un 9. 97%, y la caliminación es ligeramente peor en aproximadamente 3. 96%. Por lo tanto, la estrategia de cambio no solo puede garantizar la demanda de energía del River, sino también mejorar la economía y extender el kilometraje de resistencia del vehículo. Palabras clave: AMT de dos velocidades; eficiencia del sistema; control difuso; Factor de demanda dinámica; controlador de conmutación.
Para reducir los requisitos de rendimiento de la batería y el motor de accionamiento para vehículos eléctricos puros, generalmente coinciden con transmisiones automáticas de múltiples juegos, de las cuales AMT de dos velocidades es un tema de investigación en caliente con las ventajas de una estructura simple, bajo costo y Alta eficiencia de transmisión.
Para equilibrar la economía y la potencia del vehículo, y para garantizar que el motor de transmisión siempre funcione de manera eficiente, se debe diseñar una estrategia de cambio razonable para el AMT de dos engranajes. Alrededor de este problema, los expertos y académicos en el hogar y en el extranjero han realizado muchas investigaciones. Xiao Lijun et al. propuso un método de control integrado y coordinado que incluye el motor de transmisión, utilizando la estrategia de control de conmutación de estado PID y el estado finito para regular la velocidad del motor, y los resultados de simulación y prueba de banco muestran que el motor de accionamiento participa en el cambio de marcha, y el proceso de cambio de engranaje es más rápido. Liu Fuxiao et al.2 desarrollaron una estrategia de cambio de potencia y economía con los objetivos del tiempo de aceleración más corto y la eficiencia motor del motor más alta, respectivamente, y diseñó un controlador de conmutación basado en la teoría difusa. Los resultados de la simulación mostraron que el método puede garantizar la economía y la potencia del vehículo. Fu Jiangtao et al. estableció un modelo de consumo óptimo de consumo de energía e introdujo dos funciones de costo adicionales para evitar el cambio frecuente. Los resultados de simulación y prueba muestran que la estrategia reduce efectivamente el consumo de energía del vehículo a más de 100 km. Li Congbo et al. propuso una estrategia de cambio de modo económico con baja pérdida de energía y desarrolló un método de cálculo de par motor de accionamiento. En la actualidad, el desarrollo de la estrategia de cambio común solo analiza las características de la máquina Shen de transmisión y su eficiencia cambia, o calcula el par mínimo de salida del motor de accionamiento actual con el objetivo del consumo mínimo de energía, lo que mejora la economía del vehículo a cierta cierta extensión, pero sacrificará enormemente la dinámica del vehículo5-. La eficiencia de la batería de potencia y la eficiencia de la transmisión en el sistema de energía del vehículo eléctrico puro también son factores clave que afectan el rango del vehículo. Al mismo tiempo, la estrategia actual de cambio ampliamente utilizada es un método de selección de engranajes fuera de línea, que no puede ajustarse dinámicamente para diferentes condiciones de conducción. En este documento, el modelo de eficiencia del motor de transmisión, la batería y la transmisión se crean para analizar los cambios de la eficiencia del sistema en cada condición de conducción, y la mejor estrategia de cambio económico se formula con el objetivo de la más alta eficiencia del sistema. Para garantizar la dinámica del vehículo, la mejor estrategia de cambio de dinámica se desarrolla con el objetivo de la aceleración máxima. Finalmente, un método de cálculo del factor de demanda de energía está diseñado en función de la teoría difusa para determinar qué estrategia de cambio debe usarse para el vehículo en este momento por el factor de demanda de energía. Los resultados de simulación y prueba muestran que la estrategia de cambio diseñada puede garantizar que el vehículo pueda satisfacer la demanda de energía del conductor y también aumentar la gama de vehículos eléctricos puros.
1 estructura del sistema de transmisión
Este estudio se basa en un vehículo eléctrico puro equipado con un AMT de dos velocidades. El sistema de transmisión de este vehículo consiste en una batería de alimentación, un motor sincrónico de imán permanente, un AMT de dos engranajes y un diferencial, como se muestra en la Figura 1. El controlador integrado del tren motriz es responsable de transmitir señales de control a la batería, el motor y dos -Mear AMT, mientras que la energía eléctrica se transfiere entre la batería y el motor sincrónico del imán permanente, y la energía mecánica se transfiere entre el motor, AMT de dos juegos y diferencial.
Dado que el motor de accionamiento tiene una respuesta rápida, el AMT de dos engranajes adopta una estructura sin embrague, como se muestra en la Figura 2.
2 diseño de estrategia de turno
2.1 Análisis de eficiencia del sistema de transmisión
Al formular una estrategia de cambio económico, los cambios de eficiencia de los componentes del tren motriz deben considerarse completamente. Dado que la eficiencia de otros componentes es alta y no cambia significativamente en cada condición de conducción, solo los cambios de eficiencia del motor de accionamiento, la batería de energía y la transmisión se analizan en este documento.
1) El modelo de eficiencia del motor de accionamiento para establecer el modelo de motor sincrónico del imán permanente tiene 2 métodos, análisis teórico y modelado experimental. El modelado de análisis teórico es establecer las ecuaciones diferenciales que describen las características del motor analizando la fuerza y el principio eléctrico de cada parte del motor sincrónico del imán permanente. Sin embargo, debido a la compleja relación de acoplamiento electromagnético dentro del motor y algunos parámetros son difíciles de medir, el método de modelado experimental se utiliza para analizar el cambio de eficiencia del motor de accionamiento recolectando la velocidad, la potencia, el torque y otros datos del motor debajo Diferentes cargas de sujetos G, estableciendo una tabla de datos que puede describir las características dinámicas reales del motor y utilizando la búsqueda de tabla e interpolación para obtener la eficiencia del motor en diferentes condiciones de trabajo.
La Figura 3 muestra la superficie de la eficiencia del motor NM con velocidad del motor WM y Torque TM
Para facilitar el análisis de la eficiencia del motor, la Figura 3 se proyecta en el plano de velocidad del par motor para obtener la gráfica de contorno de la eficiencia del motor que se muestra en la Figura 4. Se puede ver desde la Fig. 4 que la eficiencia del motor es baja cuando el motor La velocidad está por debajo de 2000r/min y el par de salida está por debajo de 150n-m. Por lo tanto, al diseñar la estrategia de cambio, se debe evitar que el motor de transmisión funcione en este intervalo.
2) Modelo de eficiencia de la batería de alimentación
La batería de carpa de fosfato de hierro es una batería de alimentación del vehículo ampliamente utilizada, y su rendimiento de funcionamiento se ve afectado por la temperatura, el voltaje terminal, el SOC de una sola celda y otros factores. Como el proceso de trabajo de la batería es un proceso complejo de reacción química, también es difícil establecer un modelo matemático preciso a través del análisis teórico. Por lo tanto, en este documento, el modelo de eficiencia de la batería se establece combinando experimentos con ajuste numérico.
Dado que este estudio solo implica la estrategia de cambio ascendente de los vehículos eléctricos puros, solo se establece el modelo de eficiencia de descarga de la batería de potencia aquí. El método específico es el siguiente: el descargador inteligente CKHF-500V500A se usa para la prueba, y la temperatura de prueba se establece en el rango de (35 2) C con referencia a la temperatura de trabajo de la batería durante la conducción normal de la eléctrica pura vehículo. Durante la conducción del vehículo, el controlador integrado del tren motriz interpretará la intención de conducción del conductor, calculará el par a emitir el motor y enviará una solicitud de alimentación al sistema de gestión de la batería. La eficiencia de la batería y los datos SOC se recopilan en diferentes potencias de descarga y se ajustan para obtener el gráfico de eficiencia de la batería que se muestra en la Figura 5.
3) Modelo de eficiencia de transmisión La pérdida de potencia de la transmisión se compone principalmente de pérdida de potencia de malla de engranaje, con pérdida de potencia de fricción y pérdida de potencia de agitación de petróleo. Según la estructura específica de un AMT de dos velocidades seleccionado en este documento, la fórmula de cálculo de cada pérdida de potencia es la siguiente.
Dónde: PC para la pérdida de potencia de malla de engranajes; PH para la pérdida de potencia de fricción deslizante de engranajes; PR para la pérdida de potencia de fricción en marcha; f (s) para factor de fricción instantánea; FN para la superficie del diente de carga normal; VH (s) para la velocidad deslizante de pérdida de pérdida; h para el espesor de la película de aceite de elástica; VG para la velocidad de rodadura promedio; B para el equipo de diente efectivo; β para el círculo de indexación de engranajes ángulo de hélice.
Donde: P es la potencia de pérdida de fricción del rodamiento; m es el modelo de skf del torque de fricción del cojinete; n es la velocidad de rotación del rodamiento
Dónde: PJ es el poder de pérdida agitante; Tchurn es el torque agitado
2.2 La estrategia de cambio económico óptima con una eficiencia óptima del sistema De acuerdo con la ecuación de conducción del vehículo, se puede obtener la potencia de salida del vehículo en condiciones de conducción, como se muestra en la ecuación (4).
Y la potencia de entrada se puede expresar como
Combinación de la ecuación (4) (5), la eficiencia de todo el sistema de vehículos se puede obtener como
Donde: ηsys es la eficiencia total del sistema; μ es el coeficiente de adhesión por carretera; M es la masa del vehículo; α es el ángulo de la rampa; El CD es el coeficiente de resistencia al aire; A es el área de barlovento; δ es el factor de conversión de masa; V es la velocidad del vehículo; ηm y ηb son la eficiencia del motor y la batería, respectivamente; TM es el par de salida del motor; WM es la velocidad angular del motor.
Sin considerar la resistencia a la rampa, se puede obtener de la ecuación (6) que la eficiencia del sistema está relacionada con la velocidad del vehículo, la aceleración, la eficiencia de la batería, la eficiencia del motor y otros factores. Para garantizar la mayor eficiencia del sistema de vehículos durante el proceso de conducción, el controlador debe controlar el vehículo a una apertura y velocidad del pedal acelerador diferente para seleccionar un equipo razonable para garantizar la más alta eficiencia de todo el sistema del vehículo. Según el modelo del vehículo en AVL Cruise y el método de cálculo dado anteriormente, la eficiencia del sistema de los engranajes 1st y 2º con la batería SoC de 0.9 se calcula respectivamente, como se muestra en la Figura 6 y 7.
Combinando higos. 6 y 7 da la Fig. 8, de la cual se puede ver que el sistema siempre es más eficiente antes y después del cambio, siempre que el cambio se realice en la intersección de las dos superficies.
Dado que la economía del vehículo es mejor cuando el sistema es más eficiente, se puede obtener la mejor curva de cambio positivo de la economía proyectando la intersección de las superficies en la Figura 8 en el plano de velocidad de apertura del pedal de aceleración, como se muestra en la Figura 9.
Al analizar la mejor curva de cambio positivo de la economía bajo diferentes SOC, podemos obtener la mejor superficie de cambio de economía del vehículo eléctrico puro bajo diferente SOC, como se muestra en la Figura 10.
De la Figura 10, podemos ver que la curva de cambio ascendente económico óptima cambia significativamente cuando el SoC de la batería está por debajo de 0.4. La razón es que la eficiencia de la batería disminuye drásticamente cuando la batería SoC es demasiado baja. 2.3 Estrategia óptima de cambio de potencia
Sin considerar la resistencia a la rampa, la ecuación (4) muestra que cuanto mayor sea la aceleración del vehículo, mayor es la potencia de conducción. Análisis de la relación entre la aceleración del vehículo con la apertura del pedal del acelerador y la velocidad del vehículo en diferentes engranajes, podemos obtener el cambio de aceleración en cada marcha como se muestra en la Figura 11
Para obtener una dinámica suficiente, es necesario garantizar la aceleración máxima antes y después del cambio, como se puede ver en la Figura 11: desplazamiento en la intersección del engranaje y las superficies de aceleración de la segunda marcha pueden garantizar la aceleración máxima antes y después del cambio. Según el principio anterior, se puede obtener la mejor curva de cambio de potencia, como se muestra en la Figura 12
Del mismo modo, el cambio de la curva óptima de cambio de potencia con un SOC diferente se analiza como se muestra en la Figura 13. De la Fig. 13, se puede ver que el cambio de la curva de cambio de ascenso de potencia óptima no es obvio con el cambio de SOC.
