电动车辆组合式离合器换挡过程优化控制

针对装配组合式离合器的两挡行星变速器电动车辆的换挡问题,建立了换挡过程动力学模型,选取冲击度和滑摩功作为综合控制目标,考虑换挡过程驱动电机转矩和变速器输出端阻力矩的变化,建立组合式离合器摩擦转矩线性二次型最优控制模型,得到油压最优控制轨迹.选取电机不同油门开度和路面坡道工况,仿真分析了两挡行星变速箱降挡的控制过程.结果表明,所得到的最优轨迹可以有效提高车辆的换挡品质,且换挡品质对电机转矩的变化较变速器输出端阻力矩的变化更为敏感.

超级电容管理技术及在电动汽车中的应用综述

车载电源系统是电动汽车的关键部件之一,直接影响其整车性能和制造成本。超级电容具有功率密度高、内阻小、工作温度范围宽以及循环寿命极长等优点,成为车载电源系统的重要发展方向之一。综述超级电容管理技术的研究现状,包括超级电容建模、状态估计、均衡管理等方面的最新研究进展。具体分析现有SOC和SOH估计算法,着重阐述超级电容老化机理及其影响因素,讨论状态估计方法的发展方向。针对超级电容在电动汽车中的应用,介绍复合电源不同拓扑结构及特点,总结现有能量管理策略。此外,阐述超级电容作为独立储能单元的应用情况。最后,对超级电容管理技术的发展和应用前景进行了展望。

自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制的研究

为解决自适应巡航控制对旁车道并线车辆的控制滞后问题并充分利用原有控制功能,设计了基于分层结构的旁车并线控制器。由模糊支持向量机对实际交通环境下的旁车并线数据进行机器学习而产生一个旁车并线意图识别器,用以检测旁车的并线行为。旁车并线控制器以主车与旁车的纵向相对车距和碰撞剩余时间为输入,利用模糊控制产生期望加速度以调节主车的期望运动状态,并由自适应巡航控制完成主车的动力学控制。仿真和实车试验结果表明,旁车并线控制器可与其它自适应巡航控制功能协调工作,在旁车并线工况下有效改善主车的行驶安全性。

纯电动汽车加速过程中的驱动转矩优化控制策略

以纯电动汽车在加速过程中的驱动转矩为研究对象,提出了以加速踏板开度和电动机转速确定纯电动汽车基准转矩的方法.根据纯电动汽车在不同车速加速时对驱动转矩的需求不同,建立了以车速和加速踏板开度及其变化率为输入变量,转矩补偿增量为输出变量的模糊控制器,并对基准转矩进行转矩优化.针对纯电动车加速时,不同车速对转矩补偿增量的影响程度,设计了不同驱动转矩控制策略在相同加速踏板动作下的加速对比试验.结果表明:考虑加速时车速因素的转矩优化控制策略提高了纯电动汽车在中低车速时的加速动力性和高速时的加速操稳性.

电动汽车热泵空调复合除霜特性的实验研究

为了解决电动汽车热泵空调在制热过程中结霜导致制热效率降低的问题,本文在现有除霜方法所存在的缺陷的基础上,提出了电动汽车热泵空调复合除霜方法,所谓复合除霜方法就是在除霜开始后,首先进入旁通除霜阶段,然后根据除霜状态,适时进入逆循环除霜阶段。本文对一台额定功率8.0 k W的电动客车空调进行改造,并在室外环境温度(2±0.5)℃,相对湿度(80±5)%,车内温度为(20±0.5)℃的模拟环境条件下进行对比实验,测量压缩机吸排气压力、室外换热器温度、室内温度与消耗功率随时间的变化。结果表明:与逆循环除霜相比,复合除霜压缩机吸、排气压力冲击减小,室内温度波动减小,能耗降低8.13%;与旁通除霜方法相比,除霜时间减少60 s,能耗降低6.56%。

全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制研究综述

全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制能够有效提高车辆的安全性与乘坐舒适性。以整车安全性与乘坐舒适性为目标,围绕车辆操纵稳定性控制、底盘容错控制、车身姿态控制与车辆平顺性控制四个方面,全面综述全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制关键技术与研究进展。针对操纵稳定性,介绍了驱动防滑与制动防抱死等车辆纵向稳定性控制方法,系统对比分析了单线控子系统和多线控子系统在车辆横摆与侧倾稳定性控制上的优缺点;概述分布式电驱动系统和线控转向系统失效时的底盘容错控制方法,详细讨论利用底盘协同控制降低线控子系统失效影响的可行性及主要控制方法;总结利用单/多线控子系统进行车身俯仰姿态与平顺性控制的方法,指出应兼顾车身姿态与平顺性控制,以提高车辆乘坐舒适性控制方法在复杂行驶工况下的有效性;最后,展望全线控分布式驱动电动汽车底盘协同控制技术发展趋势。

径向热应力对离合器摩擦对偶钢片变形的影响

建立了径向热应力作用下摩擦对偶钢片各阶临界屈曲应力计算模型,应用临界屈曲应力计算模型定量分析了厚度、径向温差等参数对摩擦对偶钢片临界屈曲应力的影响,并通过离合器台架实验验证了模型的正确性。结果表明:径向温度梯度产生的径向热应力会导致摩擦对偶钢片屈曲变形;摩擦对偶钢片不同屈曲阶数对应的临界屈曲应力不同,低阶屈曲对应临界屈曲应力较小;不同边界约束条件对应的临界屈曲应力不同,外径简支边界条件对应临界屈曲应力较小,即相同厚度摩擦对偶钢片,外齿摩擦对偶钢片较内齿摩擦对偶钢片更容易发生屈曲;通过增加摩擦对偶钢片厚度可明显提高其抗屈曲变形的能力,内、外径简支条件下2mm厚的摩擦对偶钢片厚度同时增加1mm,抗屈曲变形能力可分别提高125.4%和125.9%。

增压柴油机气道流量系数评价与稳流特性研究

理论推导了增压柴油机考虑气体可压缩性的流量系数计算公式,建立了直气道稳态流动仿真模型,研究了进气压力与气道压差对直气道稳流特性的影响。结果表明:当气体可压缩性较强时,Ricardo评价公式的计算结果偏离真值的程度越大,不适用于增压气道性能的评价,理论推导的流量系数计算公式能够适用于增压气道流通能力的评价计算;可压缩性对气体流动的影响与进气压力无关;与相对压差r有关,随着r的增加,可压缩性对气体流动的影响逐渐增强;当r一定时,随着进气压力的增大,平均流量系数C_(aver)逐渐增大,增大幅度逐渐减小;当进气压力一定时,随r的增大,C_(aver)先增加后减小;r_(max)随着进气压力的增加近似呈线性递减。

轴向柱塞泵回程球铰副油膜润滑压力形成机理研究

回程球铰副是应用于轴向柱塞变量泵的机械结构,为研究其空间相对运动特征,结合回程球铰副的几何特征与相对运动关系,提出基于柱面特征的油膜润滑机理分析模型。通过拓展经典JFO空化算法以考虑复杂表面剪切速度影响因素,建立回程球铰副油膜润滑数值分析方法;对比分析斜盘倾角7.5°、12.5°与17.5°3种典型工作条件下的润滑状态,以及摩擦副表面剪切速度分布、间隙形状分布、空化指数分布和压力分布之间的关系。研究结果表明:间隙形状引起的动压效应与表面剪切速度引起的伸缩效应共同决定油膜压力场具有"双峰双谷"的分布规律,伸缩效应与斜盘的倾斜程度呈正相关性,是导致润滑承载力下降的重要因素;回程球铰副润滑设计需综合考虑伸缩效应与动压效应对油液成膜过程的复合影响。

锂离子电池开路电压曲线形状与多阶段容量损失（英文）

锂离子电池老化过程中的多阶段容量损失,即由大致成线性的容量损失阶段突然变为急速下降的容量损失阶段,引起了人们越来越多的关注。我们发现这种多阶段容量损失特征可以由锂离子电池开路电压曲线的多段斜率形状引起。电池老化过程中的内阻增加,给定放电规程下的放电截止电压落到电池开路电压曲线的不同斜率区间,导致了不同的容量损失速率。为了解释这一现象,我们首先以一个两阶段的示例演示了此过程,然后,建立了一个通用的模型来模拟电池老化过程中的容量多阶段衰减,该模型考虑了电池正负极的开路电压曲线与内阻,可以引入多种材料体系、多种老化机理。本研究为锂离子电池老化行为研究提供了新的视角,可为锂离子电池全生命周期使用提供帮助。

四自由度行星变速机构方案性能规律研究

为解决四自由度行星变速机构方案数量大、优选计算复杂的问题,开展四自由度行星变速机构方案性能规律研究。根据四自由度行星传动的构件之间运动学关系,建立方案模型中制动构件、离合器和辅助构件等系数、各挡传动比、行星排特性参数、行星轮相对转速、操纵力矩和效率的数学模型。针对同一机构类型所有可能的方案模型,分析各项性能指标的内部规律,提出按照相同操纵逻辑原则进行构件组模型分类的方法,在传动方案可行性优选时,对于同一类所有构件组模型只需进行一次计算。通过实例计算表明,该方法有效减小了行星传动方案优选计算量,提升了方案优选效率。

多应力作用下锂离子电池老化模型

针对影响电池老化的五种主要应力提出了二次多项式老化模型,采用二次回归正交实验法设计了28组老化实验拟合模型中的参数,并进行了四组验证实验证实了模型的适用性。采用最佳子集回归法进一步筛选影响电池老化速率的主要应力,提出了Arrhenius形式的老化经验模型,利用二次回归实验设计中的数据拟合出模型的参数,并验证了模型的适用性。

基于LBM-LES模拟的离合器摩擦副流致运动效应

为了研究离合器摩擦副流致运动效应,将大涡模拟(LES)的壁面自适应局部涡粘模型引入到介观模型中的二维单相自由面格子Boltzmann方法(LBM)中,建立了压力润滑条件下的润滑油与摩擦元件LBM-LES流固耦合数值模拟体系。通过设定不同润滑油喷口与摩擦元件的相对位置,不同的喷油流量以及不同的油温,模拟了摩擦元件在与润滑油相互作用下的轴向运动过程,得到了不同喷油口位置、喷油流量和油温下的摩擦元件轴向运动规律,并根据数值模拟结果提出了一种槽式喷油口,有效抑制了摩擦元件的流致运动效应,为湿式多片离合器性能改进提供了理论依据。

锂离子电池老化研究进展

与传统的内燃机相比,锂离子电池的老化速率较快,使用寿命较短,制约了电动汽车的推广。对锂离子电池老化的机理、解析方法和老化模型的研究进展进行了综述,并对未来锂离子电池老化研究方向提出了展望。

双层金属纳米板界面能密度的尺寸效应

界面能密度是表征纳米复合材料与结构界面力学性质的重要物理量.采用分子动力学方法计算了不同面心立方金属晶体构成的双材料纳米薄板结构的界面能密度,分析了界面晶格结构形貌变化及界面效应对原子势能的影响.结果表明:双材料纳米薄板界面具有周期性褶皱状疏密相间的晶格结构形貌,界面上原子势能亦呈现周期性分布特性,而靠近界面的两侧原子势能与板内原子势能具有明显差异.拉格朗日界面能密度和欧拉界面能密度均随双层薄板厚度的增加而增加,最终趋向于块体双材料结构的界面能密度.

基于内阻-容量关系分析锂离子电池的老化

采用正交实验法研究恒流恒压充放电工况下,恒流充电电流(i_1)、充电截止电压(U_1)、环境温度(θ)、恒压充电时间(t1)、放电截止电压(U_2)、恒流放电电流(i_2)和恒压放电时间(t2)等7种因素对锂离子电池老化速率的影响程度:i_1>U_1>θ≈t2>U_2>i_2>t1。提出一种基于内阻-容量关系区分电池老化模式的方法,并利用微分容量分析(DVA)研究电池的老化机理,结合老化模式和老化速率关系,得出i_1、U_1和θ是电池老化的主因。构造可预测老化模式的三维空间(i_1,U_1,θ),利用9组实验验证了适用性。

四轮轮毂电机驱动电动汽车纵侧向稳定性协调控制策略研究

结合四轮轮毂电机驱动电动汽车四轮转矩独立可控的特点,针对加速同时转向时地面附着力不足的情况,研究车辆纵向和侧向稳定性协调控制策略。针对未知和复杂多变的路面附着情况,设计对路面附着变化具有良好鲁棒性的滑转率自寻优驱动防滑控制策略,采用滑模控制方法实现了对路面最优滑转率的自适应追踪。在此基础上,构建稳定性协调控制策略,通过对车辆纵、侧向动力学目标进行优先级判断和多目标协调控制,有效提升了车辆纵向和侧向稳定性。通过CarSim-Simulink联合仿真验证了驱动防滑控制策略在未知路面附着情况下的有效性,提出的纵侧向稳定性协调控制策略能够有效提升车辆的纵向和侧向稳定性,控制效果优于直接横摆力矩控制。

基于多模型耦合的电动汽车三电系统安全性估计方法

电动汽车动力电池、驱动电机和电控系统的安全性对于车辆的正常运行和乘员的生命财产安全至关重要。提出一种多模型耦合的电动汽车三电系统安全性估计方法。该方法仅需要实车传感器采集的稀疏数据作为输入,识别同车型中故障车辆。首先,构建三电系统安全性估计体系,该体系采用“自顶向下”的多层结构。之后,提出一种多模型耦合的方法,该方法由高斯混合、熵权计算和安全分数计算三部分组成,高斯混合得到安全性估计体系中各指标分布规律并输出概率密度,避免熵权重主观划分区间导致的误差;所提出的熵权计算基于概率密度确定各指标的权重,并根据安全性体系计算各车辆/系统的安全总指标,避免主观确定各指标的重要性;基于统计学与数据归一化,得到各车辆/系统的安全分数。最后,采用10辆电动汽车的实车数据对方法进行验证,包括整车安全性估计、三电系统安全性估计和不同季节鲁棒性。结果表明,所提出的方法识别故障车辆/系统与正常车辆/系统的准确率比层次分析法高40%/26.7%,且在不同季节不会对正常汽车产生误判。

电动汽车充电站规划研究综述

新能源汽车尤其是电动汽车已在全球范围内得到广泛推广应用,从而带来了巨大的充电需求。同时,部分充电站规划不合理导致充电站空间布局和服务容量与实际充电需求不匹配,充电站利用率低和用户充电不便并存的现象已经成为了电动汽车产业痛点。充电站的合理布局规划是优化电动汽车使用体验和充电体验、降低用户“里程焦虑”、提高充电桩利用率、优化城市电动汽车交通网络和电力网络的关键,也成为当前电动汽车及智能交通领域急需解决的问题。为提供该领域较为全面的综述视角,首先概述电动汽车充电站的发展情况、设施类型、相关标准,总结从“车端”、“站端”出发的电动汽车充电需求估计方法,然后从选址、定容、求解算法维度分析充电站规划模型,列举国内外在多优化目标、多约束条件、多阶段规划的覆盖模型、截流模型等规划模型中的研究成果,以及在各经典模拟网络和实际城市环境中的测试、应用情况,最后对目前充电站规划领域存在的充电需求估计准确性、充电站与未来需求的匹配度等问题进行总结,对“车-桩-路-网”互联时代下充分利用电动汽车的分布式储能、灵活充放电的特征进行有序充电引导、新能源消纳、电网削峰填谷的协同规划发展应用前景进行展望。

四轮轮毂电机驱动智能电动汽车转向失效容错控制研究

四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向。以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法。该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求解期望前轮转角和附加横摆力矩,然后考虑转向执行机构建模不确定性以及路面干扰,设计基于滑模变结构控制的前轮转角跟踪控制策略。下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标,利用有效集法实现四轮转矩优化分配。最后,分别在高速换道和双移线工况下仿真验证了该控制方法的有效性和实时性。