浅谈双模式机电复合传动系统的综合控制策略

1、    浅谈双模式机电复合传动系统的综合控制策略    肖伟明摘 要：机电复合传动可优化重型车辆的电驱动，其双模式的综合控制，是让其有良好驱动型的方式之一。而为了优化传统系统内部的能量控制，提高管理水平，让多个能量源协调发展，会使用综合控制策略，同时人们也建立了仿真平台，利用这一平台对综合控制措施进行检测。关键词：双模式；机电复合传动；综合控制引言：节约能源的使用，保护环境，是当下世界发展的主题之一，特别是对于汽车行业来说，电池技术尚未有很大的突破。机电负荷传动会为车辆运行提供混合动力，它是把两个电机放到同一个传动系统内，保持转速不变，改变电机的运行方式

2、，而为了更好控制系统以及电机的运行，需综合控制。一、双模式机电复合传动的系统结构本篇文章阐述的双模式机电符合传动系统，是为了满足重型车辆驱动的需求，有较大的矩阵，其内部结构包括是两个电机、三个行星排、两个离合器、制动器、动力输入、输出等。系统运行模式是：发动机导入电力后，经过离合器把电力运动到行星排，第二行星排与第三行星排之间的一部分电力传送，会用离合器完成，最后实现电力输出。二、双模式机电复合传动系统综合控制（一）控制结构双模式机电复合传动系统是由数个小的系统组成，互相配合，协调各项工作的进行，以达到设定的动力、经济指标。双模式机电复合系统经过控制后，可对系统内的能源进行管理，优化对各子系的

3、控制，同时，它还会协调各部分的运作，让系统根据不同的情况切换工作模式，提高控制的水平。而为了使控制功能简单化，增强系统的逻辑性并高效运行，会把整个系统分层，逐层管理1。系统层：车辆驾驶是通过油门、换挡的操作，让车辆顺利行驶，同时也可以通过这几部分的操作，判断驾驶员操作的想法，明确功率的需求，根据系统内不同模式的切换，选择相应的控制模式。中间层：对系统信息充分了解后，并明确其控制目标的同时，把整体的系统功率按照各部分的要求，把对应的功率大小分配到各部分，满足各部分对功率的需求，控制系统。部件层：每个部件都有自己的稳态控制目标，其按照自己的运行逻辑计算当下控制瞬间的运行目标，转化成控制指令，并把控

4、制指令重新通过线路发送回对应的部件，以确保高效、稳定的完成控制目标。（二）系统工作模式从系统运行的方案，以及对系统转速转矩特性的分析，可以得出该传动系统有以下几种运行模式：包括纯电驱动、发电机启动、混合驱动evt1、2等，每个模式都有其运行的特点。而车辆行驶时，系统的运行模式是由车辆使用功率决定，以及电池可承受的负荷，每个模式的运行方式如下：首先，纯电驱动模式是，如果车辆使用的功率在0以上，且功率在某个电机运行的功率范围内，可由功率范围内的电机负责驱动。而根据重型车辆工作时的情况，该工作模式主要用于倒车2。其次，发动机启动模式是，如果车辆发动机的转速慢于车辆怠速状态，启用混合驱动模式前，要先经

5、过发动机启动模式，两个电机同时运行，让发动机的速度达到行驶的要求，启动发动机。再次，混合发动模式有两种，一种是evt1，另一种是evt2，车辆运行的过程中，两个电机都保持在最佳的工作状态，以减少车辆的燃油量。而从传动效率的角度分析，其会随着行驶速度的变化转化任意一种模式。最后，制动能量回收模式是，驾驶员制动需求低于电池负荷，达不到充电的上限时，车辆运行会变为制动回收模式，用电机回收能量，如果是其他情况，车辆会采用单独机械活动。（三）系统能量管理以满足驾驶员动力要求为基础，系统会调整各部件的运行状态，让发动机的消耗量达到最佳燃油量，同时，电池组的核电也不会超出设定的标准。其管理过程是，开始工作后

6、，计算驱动需求的功率、电池组所需的功率、发电机所需的功率，然后把整个功率分配，找到发动机工作的地点，把功率运输到对应的发动机中，最后结束计算3。（四）evt模式切换重型车辆用混合驱动模式运行时，为保证车辆的正常行使，机电复合传动系统有稳定的输出与传输效率，要选择对应的evt模式，保持系统的稳定。当发动机正常运转，转速保持不变后，根据系统输出的转速，可以计算出这一时刻系统的运行效率。而系统模式切换为控制模块，是客观分析系统运行效率、车辆行驶速度、电池荷电等多种情况，以选择最佳的evt模式。同时，evt模式转换前，系统会发出转换命令，但为了降低模式转化对系统的影响，保护系统部件，会减缓各元件的转速

7、，缩小离合器与制动器的转速差，平稳实现模式的切换。三、硬件在环仿真平台（一）概述硬件在环平台上硬件是由多个部分组成，比如驾驶员意图转化的模块、控制、仿真系统等。其中，驾驶员控制信号是利用a/d模块采集信息，然后把这些信息输入到控制器内，建立仿真模型，同时转化仿真模型使用的代码，当代码变成c代码后，随即下载到dspace内，dspace系统与控制器之间信息的交互是利用仿真接口的can实现4。这些过程都会从仿真界面上體现出来，显示系统内各部分的参数，每个部件的运行状态都可以在界面上显示出来，反馈驾驶员的状态。（二）测试以硬件在环仿真平台为基础，对综合控制策略进行检测，可检测软件与硬件系统，根据不同

8、模式的运行特点，分析综合控制策略在不同模式中的运行效果。由此分析出，普通驾驶的情况下，可以从驾驶员踩踏踏板次数，了解车辆的车速，以及驾驶者有哪些意图，并分析发动机的运行状态。根据系统对功率的需求，以及输出转速的标准，运行范围多在900r/min到2000r/min之间，但为了积极响应节能减排，节省油量的使用，很多情况下，基本都保持为最佳燃油，如果系统向外输出较大的功率，调节发动机的运行情况，即可以利用能量管理让发动机有足够的动力，提高燃油的燃烧率，有较高的经济性5。从两个电机的运行分析，其协调控制的效果为转速输出后，输入转速保持不变，同时，如果踏板行程为正、行程较小时，车辆总体对功率的需求会明

9、显减少，发动机向外输出电力，电池荷电值达到0.7，两个电机的功率平衡，电池电量恒定。结语总而言之，对双模式机电复合传动系统的分析，预先了解系统的结构，根据系统结构给出综合控制的策略，从不同方面对系统进行控制，同时，会通过硬件在环仿真平台，检验综合控制策略落实后的效果。参考文献：1郑海亮，项昌乐，王伟达，韩立金，张东好. 双模式机电复合传动系统综合控制策略j. 吉林大学学报（工学版），2014，02：311-317.2王伟达，项昌乐，韩立金，马越，刘辉. 机电复合传动系统综合控制策略j. 机械工程学报，2012，20：152-158.3项昌乐，吴洋，王伟达，刘辉，马文杰. 双模式机电复合传动系统电功率协调控制策略j. 哈尔滨工业大学学报，2016，01：120-125.4郑海亮，项昌乐，韩立金，张东好. 双模式机电复合传动功率分配策略优化j. 中国机械工程，2015，10：1415-1419.5王伟达，刘辉，韩立金，马文杰，韩全福. 双模式机电复合