纯电动汽车两挡AMT控制系统研究

【摘要】：近年来,全球新能源汽车产业受到高度重视,我国在新能源汽车领域取得了长足的进步。其中关于纯电动汽车动力性能和续航里程方面的发展也取得一定提升。但仍然受限于蓄电池技术,导致纯电动汽车的行驶里程相对于传统车而言普遍较短。而在纯电动汽车装备多挡位自动变速器具有提升电动汽车的加速能力、爬坡能力、最高车速,同时增加整车续航里程的作用,也是纯电动汽车未来的一个研究热点。另外,针对机械式自动变速器(Automatic Manual Transmission,AMT)而言,电控单元直接决定了换挡的品质和可靠性,同时对车辆动力性和经济性也具有较大的影响。本文根据某公司项目需求,基于某一款装配两挡AMT的纯电动汽车,对其控制单元进行开发。分析AMT换挡过程以及影响换挡品质的因素。在经济性换挡规律的基础上设计一种基于正弦曲线的升降扭控制策略,随后完成换挡执行机构的选型与校核以及两挡AMT电控单元的软硬件设计。通过MIL/SIL/HIL测试验证换挡策略可实施性和有效性,同时搭建两挡AMT实验台架和实车测试平台,进一步验证换挡执行机构设计的合理性以及控制单元应用层控制策略能够满足功能需求。具体的研究内容如下:(1)设计经济性换挡规律。分析影响换挡品质的因素,建立基于正弦曲线升降扭控制策略,并仿真分析该策略的有效性。(2)根据工程设计需求,重新设计一款换挡执行机构,进行换挡执行机构的零部件选型与校核。通过换挡行程、换挡力以及换挡时间的验证,满足换挡需求。(3)根据控制单元设计要求,采用飞思卡尔Power PC系列32位SPC5634芯片为控制核心,对硬件电路进行模块化设计,分别完成微处理器的最小系统、电源电路、信号采集电路、CAN通讯电路以及换挡电机驱动电路等设计工作。(4)对项目设计需求分析,完成电控单元的软件设计架构,对应用层程序进行模块化建模。利用MATLAB/Simulink和NI Veristand工具,分别搭建MIL/SIL/HIL测试模型,完成对换挡过程控制、换挡电机控制、扭矩、转速控制、故障诊断等模块的功能测试。(5)搭建纯电动汽车两挡AMT试验台架进行AMT换挡标定,换挡功能测试以及换挡机构耐久测试;搭载实车测试平台,进行实车验证基于正弦曲线升降扭控制策略的有效性测试。实验结果表明各项功能的有效性和整体方案的完整性。