Resumo: Comparado ao equipamento único de redução de velocidade de velocidade fixa, a AMT de duas velocidades pode redimensionar o desempenho da bateria e do motor do sistema completo de veículos, mas é necessária uma estratégia de mudança razoável para garantir que os requisitos de economia e energia de veículos possam ser atendidos. Em primeiro lugar, isso analisa as alterações da eficiência da bateria, motor e transmissão sob a condição de condução, com alterações na velocidade da velocidade do veículo e no pedal do acelerador. Para realizar o objetivo da máxima eficiência do sistema, o artigo projeta uma estratégia ideal de mudança econômica. Em segundo lugar, as análises de papel da velocidade acelerada sob diferentes mudanças com alterações na velocidade do veículo e abertura acelerada de cenário. Para realizar o objetivo da eficiência máxima do sistema, o artigo projeta uma estratégia de mudança ideal de díferência. Finalmente, o artigo projeta um controlador de troca de estratégia de mudança, compõe o consumo de 100 quilômetros e o tempo de aceleração no índice abrangente de desempenho, calcula os fatores de demanda de energia com base na teoria difusa e seleciona a estratégia de mudança correspondente baseada nos fatores de demanda de potência. Os resultados da simulação e do experimento mostram que, em comparação com a estratégia tradicional de deslocamento, o consumo médio de energia de 100 quilômetros é reduzido em 9. 97% e a teatração é um pouco pior em cerca de 3,96%. Portanto, a estratégia de mudança pode não apenas garantir a demanda de energia do TheDriver, mas também melhorar a economia e estender a milhagem de resistência ao veículo. controle difuso; fator de demanda dinâmica; controlador de comutação.
Para reduzir os requisitos de desempenho da bateria e do motor de acionamento para veículos elétricos puros, eles geralmente são combinados com transmissões automáticas de várias margens, das quais a AMT de duas velocidades é um tópico de pesquisa quente com as vantagens da estrutura simples, de baixo custo e alta eficiência de transmissão.
Para equilibrar a economia e o poder do veículo e garantir que o motor de acionamento sempre funcione com eficiência, uma estratégia de mudança razoável para a AMT de duas vers precisa ser projetada. Em torno desse problema, especialistas e estudiosos em casa e no exterior realizaram muita pesquisa. Xiao Lijun et al. propuseram um método de controle integrado e coordenado, incluindo o motor de acionamento, usando a estratégia de controle de comutação de estados de PID e finita para regular a velocidade do motor, e a simulação e os resultados dos testes de bancada mostram que o motor de acionamento participa da mudança de marchas, e o processo de mudança de marchas é mais rápido. Liu Fuxiao et al.2 desenvolveram uma estratégia de mudança de energia e economia com os objetivos de tempo de aceleração mais curto e maior eficiência motora de acionamento, respectivamente, e projetou um controlador de comutação baseado na teoria difusa. Os resultados da simulação mostraram que o método pode garantir a economia e o poder do veículo. Fu Jiangtao et al. estabeleceu um modelo ideal de consumo de energia e introduziu duas funções de custo adicionais para evitar a mudança frequente. Os resultados da simulação e dos testes mostram que a estratégia reduz efetivamente o consumo de energia do veículo em mais de 100 km. Li Congbo et al. propuseram uma estratégia de mudança de modo econômico com baixa perda de energia e desenvolveu um método de cálculo de torque do motor de acionamento. Atualmente, o desenvolvimento da estratégia de turno comum analisa apenas as características da máquina de travessuras de acionamento e sua eficiência muda, ou calcula o torque mínimo de saída do motor de acionamento atual com o objetivo de consumo mínimo de energia, o que melhora a economia do veículo para um certo extensão, mas sacrificará muito a dinâmica do veículo5-. A eficiência da bateria de energia e a eficiência da transmissão no sistema de energia do veículo elétrico puro também são fatores -chave que afetam o alcance do veículo. Ao mesmo tempo, a atual estratégia de mudança amplamente usada é um método de seleção de engrenagem off-line, que não pode ser ajustado dinamicamente para diferentes condições de condução. Neste artigo, o modelo de eficiência do motor de acionamento, a bateria e a transmissão é construído para analisar as alterações da eficiência do sistema em cada condição de condução, e a melhor estratégia de mudança econômica é formulada com o objetivo da maior eficiência do sistema. Para garantir a dinâmica do veículo, a melhor estratégia de mudança de dinâmica é desenvolvida com o objetivo de aceleração máxima. Finalmente, um método de cálculo do fator de demanda de energia é projetado com base na teoria difusa para determinar qual estratégia de mudança deve ser usada para o veículo neste momento pelo fator de demanda de energia. Os resultados da simulação e dos testes mostram que a estratégia de mudança projetada pode garantir que o veículo possa atender à demanda de energia do motorista e também aumentar a gama de veículos elétricos puros.
1 estrutura do sistema de transmissão
Este estudo é baseado em um veículo elétrico puro equipado com um AMT de duas velocidades. O sistema de transmissão deste veículo consiste em uma bateria de energia, um motor síncrono de ímã permanente, um AMT de duas vers e um diferencial, como mostra a Figura 1. O controlador integrado do trem de força é responsável por transmitir sinais de controle para a bateria, motor e dois -Gear AMT, enquanto a energia elétrica é transferida entre a bateria e o motor síncrono de ímã permanente, e a energia mecânica é transferida entre o motor, a AMT de duas vers e o diferencial.
Como o motor de acionamento tem uma resposta rápida, o AMT de duas vers adota uma estrutura sem embreagem, como mostrado na Figura 2.
2 Design de estratégia de mudança
2.1 Análise de eficiência do sistema de transmissão
Ao formular uma estratégia de mudança econômica, as mudanças de eficiência dos componentes do trem de força precisam ser totalmente consideradas. Como a eficiência de outros componentes é alta e não muda significativamente em cada condição de condução, apenas as alterações de eficiência do motor de acionamento, a bateria de energia e a transmissão são analisadas neste artigo.
1) Modelo de eficiência motora de acionamento para estabelecer o modelo motor síncrono de ímã permanente possui principalmente 2 métodos, análise teórica e modelagem experimental. A modelagem de análise teórica é estabelecer as equações diferenciais que descrevem as características motoras, analisando a força e o princípio elétrico de cada parte do motor síncrono de ímã permanente. No entanto, devido à complexa relação de acoplamento eletromagnético dentro do motor e alguns parâmetros são difíceis de medir, o método de modelagem experimental é usado para analisar a mudança de eficiência do motor de acionamento coletando a velocidade, energia, torque e outros dados do motor sob Diferentes cargas do sujeito G, estabelecendo uma tabela de dados que pode descrever as características dinâmicas reais do motor e usando a pesquisa e a interpolação da tabela para obter a eficiência do motor sob diferentes condições de trabalho.
A Figura 3 mostra a superfície da eficiência motora nm com velocidade do motor WM e torque TM
Para facilitar a análise da eficiência motora, a Figura 3 é projetada no plano de velocidade de torque do motor para obter o gráfico de contorno da eficiência motora mostrada na Figura 4. Pode ser visto na Fig. 4 que a eficiência do motor é baixa quando o motor A velocidade está abaixo de 2000r/min e o torque de saída está abaixo de 150N-m. Portanto, ao projetar a estratégia de mudança, o motor de acionamento deve ser evitado para trabalhar nesse intervalo.
2) Modelo de eficiência da bateria de energia
A bateria de carpa fosfato de ferro é uma bateria de energia de veículos amplamente usada e seu desempenho operacional é afetado pela temperatura, tensão terminal, SoC de célula única e outros fatores. Como o processo de trabalho da bateria é um processo complexo de reação química, também é difícil estabelecer um modelo matemático preciso por meio da análise teórica. Portanto, neste artigo, o modelo de eficiência da bateria é estabelecido combinando experimentos com ajuste numérico.
Como este estudo envolve apenas a estratégia de deslocamento de veículos elétricos puros, apenas o modelo de eficiência de descarga da bateria de energia é estabelecido aqui. O método específico é o seguinte: CKHF-500V500A descarregador inteligente é usado para o teste, e a temperatura do teste é definida na faixa de (35 2) C, com referência à temperatura de trabalho da bateria durante a condução normal da energia elétrica pura veículo. Durante a condução do veículo, o controlador integrado do trem de força interpretará a intenção de dirigir do motorista, calcular o torque a ser emitido pelo motor e enviará uma solicitação de energia ao sistema de gerenciamento da bateria. A eficiência da bateria e os dados SOC são coletados em diferentes poderes de descarga e instalados para obter o gráfico de eficiência da bateria mostrado na Figura 5.
3) Modelo de eficiência da transmissão A perda de energia da transmissão é composta principalmente por perda de energia de malha de engrenagem, perda de energia de atrito e perda de energia de agitação de óleo. De acordo com a estrutura específica de uma AMT de duas velocidades selecionada neste artigo, a fórmula de cálculo de cada perda de energia é a seguinte.
Onde: PC para perda de energia de malha de engrenagem; PH para perda de energia deslizante para deslizamento; PR para engrenagem de perda de energia de fricção de engrenagem; F (s) para fator de atrito instantâneo; Fn para carga normal da superfície do dente; VH (s) para mesclagem de velocidade deslizante de perda; h para espessura elástica do filme de óleo de energia; VG para velocidade média de rolamento; b para engrenagem de largura eficaz dos dentes; β para ângulo de hélice do círculo de indexação de engrenagem.
Onde: p é o poder de perda de atrito do rolamento; m é o modelo de atrito do modelo SKF; n é a velocidade de rotação do rolamento
Onde: PJ é o poder de perda de agitação; Tchurn é o torque de agitação
2.2 A estratégia ideal de mudança econômica com eficiência ideal do sistema, de acordo com a equação de condução do veículo, a potência de saída do veículo em condições de condução pode ser obtida, conforme mostrado na Equação (4).
E o poder de entrada pode ser expresso como
Combinando com a Equação (4) (5), a eficiência de todo o sistema de veículos pode ser obtida como
Onde: ηsys é a eficiência total do sistema; μ é o coeficiente de adesão rodoviária; M é a massa do veículo; α é o ângulo da rampa; CD é o coeficiente de resistência ao ar; A é a área de barlavento; δ é o fator de conversão de massa; v é a velocidade do veículo; ηm e ηb são o motor e a eficiência da bateria, respectivamente; TM é o torque de saída do motor; Wm é a velocidade angular do motor.
Sem considerar a resistência da rampa, pode ser obtido na equação (6) que a eficiência do sistema está relacionada à velocidade, aceleração, eficiência da bateria, eficiência motora e outros fatores. Para garantir a maior eficiência do sistema de veículos durante o processo de condução, o controlador precisa controlar o veículo em diferentes abertura e velocidade do pedal do acelerador para selecionar uma engrenagem razoável para garantir a maior eficiência de todo o sistema de veículos. Com base no modelo de veículo no cruzeiro AVL e no método de cálculo fornecido acima, a eficiência do sistema das 1º e 2º engrenagens com a bateria SOC de 0,9 é calculada, respectivamente, como mostra a Figura 6 e 7.
Combinando Figs. 6 e 7 fornecem a Fig. 8, do qual se pode observar que o sistema é sempre mais eficiente antes e depois da mudança, desde que a mudança seja feita na interseção das duas superfícies.
Como a economia do veículo é melhor quando o sistema é mais eficiente, a melhor curva de desvio para a economia pode ser obtida projetando a interseção das superfícies da Figura 8 no plano de velocidade de abertura do pedal do pedal de aceleração, como mostra a Figura 9.
Ao analisar a melhor curva de desvio de economia sob diferentes SoC, podemos obter a melhor superfície de mudança de economia do veículo elétrico puro sob diferentes SoC, como mostra a Figura 10.
Na Figura 10, podemos ver que a curva de deslocamento econômico ideal muda significativamente quando a bateria SoC está abaixo de 0,4. O motivo é que a eficiência da bateria diminui drasticamente quando o SoC da bateria está muito baixo. 2.3 Estratégia ideal de mudança de energia
Sem considerar a resistência da rampa, a equação (4) mostra que quanto maior a aceleração do veículo, maior a potência de acionamento. Analisando a relação entre a aceleração do veículo com a abertura do pedal do acelerador e a velocidade do veículo em diferentes engrenagens, podemos obter a mudança de aceleração em cada engrenagem, como mostra a Figura 11
Para obter dinâmica suficiente, é necessário garantir a aceleração máxima antes e após a mudança, como pode ser visto na Figura 11: A mudança na interseção da engrenagem e nas superfícies de aceleração da 2ª engrenagem pode garantir a aceleração máxima antes e após a mudança. Com base no princípio acima, a melhor curva de deslocamento de energia pode ser obtida, como mostrado na Figura 12
Da mesma forma, a mudança da curva ideal de desvio de energia com SoC diferente é analisada como mostrado na Figura 13. A partir da Fig. 13, pode -se ver que a mudança da curva ideal de desvio de energia não é óbvia com a mudança do SOC.
