전기 자동차의 속도 AMT를위한 전략 이동 전략

초록 : 단일 고정 속도 비율 감소 기어와 비교할 때, 2 단 AMT는 전체 차량 시스템의 배터리 및 모터 성능에 대한 수용량을 줄일 수 있지만 차량 경제 및 전력의 요구 사항을 충족 할 수 있도록 합리적인 시프트 라이트가 필요합니다. 먼저, 용지는 차량 속도 및 가속기 페달 개구부의 변화로 구동 조건 하에서 배터리, 모터 및 전송 효율의 변화를 분석합니다. 최대 시스템 효율성의 목표를 실현하기 위해이 논문은 최적의 경제 변화 전략을 설계합니다. 둘째, 종이는 차량 속도 및 가속기 개구부의 변화와 함께 다른 시프트 하에서 가속화 된 속도의 변화를 분석합니다. 최대 시스템 효율의 목표를 실현하기 위해이 논문은 최적의 전달 전략을 설계합니다. 마지막으로,이 논문은 Shift 전략 스위치 컨트롤러를 설계하고, 100 킬로미터의 파워 컨 소비 및 포괄적 인 성능 지수로의 가속 시간을 구성하고, 퍼지 이론을 기반으로 전력 수요 요소를 계산하며, 해당 시프트 전략을 선택합니다. 시뮬레이션 및 실험 결과에 따르면 전통적인 시프트 전략과 비교하여 100 킬로미터의 평균 전력 소비는 9. 97% 감소하고 극장은 약 3. 96%만큼 약간 악화됩니다. 따라서 교대 전략은 Thedriver의 전력 수요를 보장 할뿐만 아니라 경제를 개선하고 차량 내구성 마일리지를 확장 할 수 있습니다. 퍼지 제어; 동적 수요 계수; 스위칭 컨트롤러.

순수한 전기 자동차의 배터리의 성능 요구 사항을 줄이고 모터를 구동하기 위해 일반적으로 멀티 기어 자동 변속기와 일치하며, 그 중 2 단 AMT는 간단한 구조, 저비용 및 저렴한 비용의 장점을 가진 인기있는 연구 주제입니다. 높은 전송 효율.
차량의 경제와 힘의 균형을 맞추고 드라이브 모터가 항상 효율적으로 작동하도록하려면 2 기어 AMT에 대한 합리적인 교대 전략을 설계해야합니다. 이 문제와 관련하여 국내외의 전문가와 학자들은 많은 연구를 수행했습니다. Xiao Lijun et al. 드라이브 모터, PID 및 유한 상태 스위칭 제어 전략을 사용하여 모터 속도를 조절하는 것을 포함하여 통합 및 조정 된 제어 방법을 제안했으며 시뮬레이션 및 벤치 테스트 결과는 드라이브 모터가 기어 시프트에 참여하고 기어 변속 공정이 다음과 같습니다. 더 빠르게. Liu Fuxiao et al. 시뮬레이션 결과에 따르면이 방법은 차량의 경제와 힘을 보장 할 수 있습니다. Fu Jiangtao et al. 최적의 에너지 소비 모델을 확립하고 빈번한 변화를 방지하기 위해 두 가지 추가 비용 기능을 도입했습니다. 시뮬레이션 및 테스트 결과는 전략이 100km 이상 차량 에너지 소비를 효과적으로 감소 시킨다는 것을 보여줍니다. Li Congbo et al. 에너지 손실이 낮은 경제 모드 이동 전략을 제안하고 드라이브 모터 토크 계산 방법을 개발했습니다. 현재, 공통 시프트 전략의 개발은 구동 기계의 특성과 효율성 변화 만 분석하거나 최소 에너지 소비의 목표로 현재 드라이브 모터의 최소 출력 토크를 계산하여 차량 경제를 특정으로 향상시킵니다. 범위이지만 차량 역학을 크게 희생 할 것입니다 .5-. 전력 배터리의 효율성과 순수 전기 자동차 전력 시스템에서의 변속기 효율은 또한 차량의 범위에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 동시에, 현재 널리 사용되는 시프트 전략은 오프라인 기어 선택 방법으로, 다른 주행 조건에 대해 동적으로 조정할 수 없습니다. 이 논문에서는 구동 모터, 배터리 및 변속기의 효율성 모델이 각 주행 조건 하에서 시스템 효율의 변화를 분석하기 위해 구축되며, 최고의 경제 교대 전략은 최고 시스템 효율성의 목표로 공식화됩니다. 차량의 역학을 보장하기 위해 최대의 가속도를 목표로 최상의 역학 교대 전략이 개발됩니다. 마지막으로, 전력 수요 계수 계산 방법은 퍼지 이론을 기반으로 전력 수요 계수에 의해 차량에 어떤 시프트 전략을 사용해야하는지 결정하기 위해 설계되었습니다. 시뮬레이션 및 테스트 결과에 따르면 설계된 변화 전략은 차량이 운전자의 전력 수요를 충족시키고 순수한 전기 자동차의 범위를 늘릴 수 있음을 보여줍니다.

1 전송 시스템 구조
이 연구는 2 단 AMT가 장착 된 순수한 전기 자동차를 기반으로합니다. 이 차량의 변속기 시스템은 전원 배터리, 영구 자석 동기 모터, 2 기어 AMT 및 차동으로 구성됩니다. -전기 에너지가 배터리와 영구 자석 동기 모터 사이에서 전달되는 동안, 기계 에너지는 모터, 2 개의 기어 AMT 및 차동 사이에서 전달됩니다.

구동 모터는 빠른 응답을 갖기 때문에 2 개의 기어 AMT는 그림 2와 같이 클러치리스 구조를 채택합니다.
2 교대 전략 설계
2.1 전송 시스템 효율성 분석
경제 변화 전략을 공식화 할 때는 파워 트레인 구성 요소의 효율성 변화를 완전히 고려해야합니다. 다른 구성 요소의 효율이 높고 각 주행 조건에서 크게 변하지 않기 때문에이 논문에서는 구동 모터, 전원 배터리 및 변속기의 효율 변화 만 분석됩니다.

1) 모터 효율 모델을 구동하여 영구 자석 동기 모터 모델을 구축하기 위해 주로 이론적 분석 및 실험 모델링의 2 가지 방법이 있습니다. 이론적 분석 모델링은 영구 자석 동기 모터의 각 부분의 힘과 전기 원리를 분석하여 운동 특성을 설명하는 미분 방정식을 설정하는 것입니다. 그러나 모터 내부의 복잡한 전자기 커플 링 관계와 일부 매개 변수로 인해 측정하기가 어렵 기 때문에 실험 모델링 방법은 속도, 전력, 토크 및 기타 모터 데이터를 수집하여 드라이브 모터의 효율 변화를 분석하는 데 사용됩니다. 다른 g- 대체 하중으로, 모터의 실제 동적 특성을 설명 할 수있는 데이터 테이블을 설정하고, 테이블 룩업 및 보간을 사용하여 다른 작업 조건 하에서 모터의 효율을 얻습니다.
그림 3은 운동 속도 WM 및 토크 TM의 모터 효율 NM 표면을 보여줍니다.

모터 효율의 분석을 용이하게하기 위해, 그림 3은 모터 토크 속도 평면에 투사되어 그림 4에 표시된 모터 효율의 윤곽 플롯을 얻습니다. 모터 4에서 모터 효율이 낮을 때 모터 효율이 낮다는 것을 알 수 있습니다. 속도는 2000r/분 미만이며 출력 토크는 150n-m 미만입니다. 따라서 이동 전략을 설계 할 때는 드라이브 모터 가이 간격으로 작동하도록 피해야합니다.

2) 전원 배터리 효율 모델
철 포스페이트 잉어 배터리는 널리 사용되는 차량 전력 배터리이며 작동 성능은 온도, 터미널 전압, 단일 셀 SoC 및 기타 요인에 의해 영향을받습니다. 배터리의 작업 과정은 복잡한 화학 반응 과정이므로 이론적 분석을 통해 정확한 수학적 모델을 설정하기가 어렵습니다. 따라서이 논문에서는 실험과 수치 피팅을 결합하여 배터리의 효율 모델이 확립됩니다.
이 연구는 순수한 전기 자동차의 상향 시프트 전략 만 포함되므로 전력 배터리 방전 효율 모델 만 여기에 설정됩니다. 특정 방법은 다음과 같습니다. CKHF-500V500A 지능형 배출기는 테스트에 사용되며 테스트 온도는 순수한 전기의 정상 구동 중에 배터리의 작동 온도를 참조하여 (35 2) C의 범위로 설정됩니다. 차량. 차량을 운전하는 동안 PowerTrain Integrated Controller는 운전자의 운전 의도를 해석하고, 모터로 출력 할 토크를 계산하고, 배터리 관리 시스템에 전원 요청을 보냅니다. 배터리 효율 및 SOC 데이터는 다른 방전 전력으로 수집되고 그림 5에 표시된 배터리 효율 그래프를 얻기 위해 적합합니다.

3) 변속기 효율 모델 변속기의 전력 손실은 주로 기어 메쉬 전력 손실, 마찰 전력 손실 및 오일 휘젓는 전력 손실로 구성됩니다. 이 백서에서 선택된 2 단 AMT의 특정 구조에 따르면, 각 전력 손실의 계산 공식은 다음과 같습니다.

장소 : 기어 메쉬 파워 손실을위한 PC; 기어 슬라이딩 마찰 전력 손실에 대한 pH; 기어 롤링 마찰 전력 손실에 대한 PR; 순간 마찰 계수에 대한 f (들); 치아 표면 정상 하중에 대한 FN; 손실 슬라이딩 속도를 메시하기위한 VH (들); 탄성 파워 오일 필름 두께에 대한 H; 평균 롤링 속도를위한 VG; 기어 유효 치아 폭에 대한 B; 기어 인덱싱 원 Helix 각도 용 β.

여기서 : P는 베어링 마찰 손실 전력입니다. M은 SKF 모델 베어링 마찰 토크입니다. N은 베어링 회전 속도입니다.

장소 : PJ는 이탈 손실 전력입니다. Tchurn은 휘젓는 토크입니다
2.2 최적의 경제 변화 전략 최적의 시스템 효율성 차량의 구동 방정식에 따라, 방정식 (4)에 도시 된 바와 같이 구동 조건 하에서 차량의 출력 전력을 얻을 수있다.

입력 전력은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다

방정식 (4) (5)와 결합하여 전체 차량 시스템의 효율은 다음과 같이 얻을 수 있습니다.

위치 : ηsys는 총 시스템 효율입니다. μ는 도로 접착 계수이며; M은 차량 질량입니다. α는 램프 각도입니다. CD는 공기 저항 계수입니다. a는 바람이 부는 지역입니다. δ는 질량 전환 계수입니다. V는 차량 속도입니다. ηm 및 ηb는 각각 모터 및 배터리 효율입니다. TM은 모터 출력 토크입니다. WM은 운동 각도 속도입니다.
램프 저항을 고려하지 않고, 시스템 효율은 차량 속도, 가속도, 배터리 효율, 운동 효율 및 기타 요인과 관련이 있다는 식 (6)에서 얻을 수 있습니다. 구동 공정 중에 차량 시스템의 최고 효율성을 보장하기 위해 컨트롤러는 다양한 가속기 페달 개구부에서 차량을 제어하여 속도와 속도로 전체 차량 시스템의 최고 효율을 보장하기 위해 합리적인 장비를 선택해야합니다. AVL 크루즈의 차량 모델과 위에 주어진 계산 방법을 기반으로, 배터리 SOC가 0.9 인 1st 및 2 차 기어의 시스템 효율은 각각 그림 6 및 7에 도시 된 바와 같이 계산된다.

무화과를 결합합니다. 도 6과 7은 두 표면의 교차점에서 시프팅이 수행되는 한, 시프팅 전후에 시스템이 항상 가장 효율적임을 알 수있다.

차량 경제는 시스템이 가장 효율적일 때 가장 좋기 때문에, 그림 8의 표면의 교차점을 그림 9와 같이 가속 페달 개구부 속도 평면에 투사함으로써 최고의 경제 상향 곡선을 얻을 수 있습니다.

다른 SOC에서 최고의 경제 상향 조정 곡선을 분석함으로써, 그림 10과 같이 다른 SOC에서 순수한 전기 자동차의 최고의 경제 이동 표면을 얻을 수 있습니다.

그림 10에서 배터리 SOC가 0.4 미만일 때 최적의 경제 상향 시프트 곡선이 크게 변한다는 것을 알 수 있습니다. 그 이유는 배터리 SOC가 너무 낮을 때 배터리 효율이 급격히 감소하기 때문입니다. 2.3 최적의 전력 이동 전략
램프 저항을 고려하지 않고, 식 (4)는 차량의 가속도가 높을수록 유동력이 높아짐을 보여줍니다. 가속기 페달 개구부 개구부와 다른 기어의 차량 속도 사이의 차량 가속도의 관계 분석 그림 11과 같이 각 기어에서 가속 변화를 얻을 수 있습니다.

충분한 역학을 얻으려면 그림 11에서 볼 수 있듯이 이동 전후의 최대 가속도를 보장해야합니다. 그림 11 : 기어 및 2 차 기어 가속 표면의 교차점에서 이동하면 이동 전과 후에 최대 가속을 보장 할 수 있습니다. 위의 원리를 기반으로, 그림 12와 같이 최상의 파워 업 시프트 곡선을 얻을 수 있습니다.

유사하게, 상이한 SOC로 최적의 전력 상향 편이 곡선의 변화는도 13에 도시 된 바와 같이 분석된다.도 13에서, 최적의 전력 상향 편이 곡선의 변화는 SOC의 변화에 ​​대해 명백하지 않음을 알 수있다.