行驶环境识别方法在电动汽车领域中的应用,硕士论文

行驶环境识别方法在电动汽车领域中的应用,硕士论文当前能源危机和环境污染问题日益严重，国家和各地方相继出台各种政策以支持和鼓励新能源汽车发展，电动汽车也逐步走进了人们的生活。电动汽车采用驱动电机装配机械式自动变速器的传动形式，能够降低整车对驱动电机和动力电池的要求；通过对整车质量和道路坡度进行辨识，得到修正电动汽车换挡规律的方式方法，提高电动汽车的动力性和经济性。本文以电动汽车自动变速系统为研究平台，以提高汽车对行驶环境的自适应能力为研究目的，通过理论推导、仿真分析和试验验证相结合的手段，建立电动汽车动力传动系统数学模型，对整车动力性和经济性进行预测；设计基于运动学、动力学的汽车质量、路面坡度辨别方式方法和基于双级非线性观测器的汽车质量、路面坡度辨识方式方法；分析行驶环境辨别方式方法在电动汽车领域中的应用，主要研究了基于汽车质量、路面坡度的自动变速器换挡规律修正方式方法。同时，利用动力学分析软件Matlab/Simulink和多学科领域复杂系统建模拟真平台AMESim，建立了涵盖电动汽车整车模型、主减速器模型、自动变速模型、驱动电机模型、驾驶员模型和行驶环境模型等在内的电动汽车综合仿真平台，对挡位决策优化前后的整车动力性能和续驶里程性能进行预测。通过Matlab/Simulink和FreescaleCodeWarrior设计编写控制策略，利用Vector公司CANape总线通讯测试工具进行实时监控，对整车质量和道路坡度辨识结果的准确性以及基于行驶环境自适应的电动汽车智能挡位决策方式方法的实际效果进行道路试验验证。本文关键词语：电动汽车；整车质量；道路坡度；换挡规律AbstractAtpresent,theenergycrisisandenvironmentalpollutionarebecomingmoreandmoreserious.Thestateandlocalgovernmentshavesuccessivelyintroducedvariouspoliciestosupportandencouragethedevelopmentofnewenergyvehicles.Electricvehicleshavegraduallyenteredpeopleslives.Theelectricvehicleadoptsthetransmissionformofthedrivemotorassembledmechanicalautomatictransmission,whichcanreducetherequirementsofthewholevehicleforthedrivemotorandthepowerbattery;byidentifyingthevehiclequalityandtheroadgradient,themethodforcorrectingtheshiftinglawoftheelectricvehicleisobtained,andtheelectricmotorisimproved.Thepowerandeconomyofthecar.Thispapertakestheelectricvehicleautomatictransmissionsystemastheresearchplatform,andimprovesthevehiclesself-adaptiveabilitytothedrivingenvironment.Basedonthecombinationoftheoreticaldeduction,simulationanalysisandexperimentalverification,theelectricvehiclepowertransmissionsystemsimulationplatformisestablished.Topredictthedynamicsandeconomyofthevehicle;designthevehiclequalitybasedonkinematicsanddynamics,theroadsurfaceslopeidentificationmethodandthevehiclequalityandroadgradeidentificationmethodbasedonthetwo-stagenonlinearobserver;Inthefieldofelectricvehicles,thecorrectionmethodofautomatictransmissionshiftingrulesbasedonvehiclemassandroadgradientisstudied.Atthesametime,usingdynamicanalysissoftwareMatlab/Simulinkandmulti-disciplinarycomplexsystemmodelingandsimulationplatformAMESim,thevehiclemodelincludingelectricvehicle,drivemotormodel,automatictransmissionmodel,finaldrivemodel,drivermodelanddrivingenvironmentwereestablished.Theelectricvehiclecomprehensivesimulationplatformincludingthemodelpredictsthevehiclesdynamicperformanceanddrivingrangeperformancebeforeandafterthegearpositiondecisionoptimization.ThecontrolstrategyisdesignedandwrittenbyMatlab/SimulinkandFreescaleCodeWarrior,andtheCANapebuscommunicationtesttoolofVectorisusedforreal-timemonitoring.Theaccuracyofvehiclequalityandroadslopeidentificationresultandelectricmotorbasedondrivingenvironmentareadaptive.Theactualeffectofthecarintelligentgeardecisionmethodisverifiedbyroadtest.Keywords:electricvehicle;vehiclequality;roadgrade;shiftinglaw目录幅较长,部分内容省略,具体全文见文末附件第7章总结与瞻望7.1全文总结本文主要对纯电动物流车整车质量和道路坡度辨别方式方法进行了研究，并分析了其AMT的换挡控制技术，本研究开展的工作包括如下内容：1〕总结梳理了新能源汽车研发经过，介绍了当下国内外新能源汽车研发现在状况，得出在当下形势下开展纯电动车研发的必要性，同时对电动汽车的换挡规律现在状况进行了研究。2〕对纯电动汽车动力传动系统和行驶动力学特性进行了研究，建立了包括整车动力学模型、驱动电机模型、AMT换挡模型、传动轴模型、主减速器模型以及动力电池模型等在内的纯电动汽车动力传动系统仿真平台。3〕建立了汽车的纵向动力学方程，研究了车辆动力学范围中怎样估计路面坡度以及整车质量，提出了融合动力学和运动学理论在内的坡度估计方式方法，以高频信息提取为理论基础的整车质量估算方式方法，以及基于双级非线性观测器的整车质量和道路坡度辨识方式方法。4〕分别研究了自动变速器不同的换挡规律，得出在最佳经济性前提下的换挡规律以及在最佳动力学前提下的换挡规律，对换挡规律修正方式方法进行了介绍，给出了在考虑道路坡度以及整车质量前提下换挡规律的修正方式方法。5〕利用AMESim软件进行了整车仿真模型的构建。利用AMESim/Simulink这两种仿真软件研究了AMT换挡规律，仿真验证纯电动汽车的动力性、经济性换挡规律以及基于整车质量、道路坡度修正的换挡规律。6〕对汽车整车质量和道路坡度的辨别结果进行了实车试验，验证了估计方式方法的准确性和合理性。利用插值法将整车质量和道路坡度变化对换挡规律进行修正，进而有效提升电动汽车的续驶里程等动力性与经济性指标。7.2缺乏与改良对于整车质量和坡度的辨别方式方法进一步完善，估计方式方法在进行了上述的研究后，还需要对基于道路坡度和整车质量电动汽车的换挡规律进行进一步的完善，为了到达该目的，还应做如下方面的工作：〔1〕为了确定换挡规律在不同道路坡度和不同整车质量下都具有良好的适应性，需要进行更多的坡度和整车质量实验。〔2〕本论文搭建的整车模型较为粗略，通过对AMESim和Simulink中相关参数的设定，增加整车模型计算结果的精到准确程度。以下为参考文献[1]王哲.国内外新能源汽车发展现在状况及趋势[J].交通与港航,2021,2(6).[2]郭栋,张洪浩等.将来中国汽车类型发展预测及节能减排效益分析[J],系统工程理论与实践,2021,36(6):1595-1599.[3]范志丹.国内外电动汽车发展现在状况综述[J].汽车维修,2021(06):2-3.[4]逯贯杰,吴晓宇,曾欢.国外电动汽车产业的发展及其对我们国家的启示[J].时代汽车,2021(06):33-34.[5]胡堋湫,谭泽富,邱刚,王欣煜,邓明.电动汽车发展综述[J].电气应用,2021,37(20):79-85.[6]刘少飞,黄伟,左毓明,董兴宇.浅析我国汽车未来发展趋势[J].时代汽车,2021(10):42-43.[7]刘柏楠.道路坡度及车辆质量自适应的自主驾驶车辆纵向速度控制研究[D].2021.[8]ArdalanVahidi,AnnaStafanopoulou,HuiPeng..RecursiveLeastSquareswithFor-gettingforOnlineEstimationofVehicleMassandRoadGradeTheoryandExperiments[J]VehicleSystemDynamics,2005,43(1):31-55.[9]杨志刚，曹长修，苏玉刚.动态辨别道路坡度的多传感器信息融合方式方法[J].重庆交通学院学报，2002，21(2)：97-102.[10]金辉，葛安林，秦贵和等.基于纵向动力学的坡道辨别方式方法研究[J].机械工程学报，2002，38(1)：79-86.[11]冉旭,李亮,赵洵,宋健,杨财,曹明伦.基于汽车动力学与加速度传感信息的纵向坡度实时辨别算法[J].机械工程学报,2021,52(18):98-104.[12]戴卓,吴光强.基于车辆动力学的道路坡度与整车质量估计[J].汽车技术,2021(01):20-24.[13]葛安林．车辆自动变速理论与设计[M].北京：机械工业出版社，1995.[14]YangGao,YongChen,DaguoLuoetal.Optimizationstudyofautomaticpowershiftschedule[C].MechAutomControlEngMACE,2018,5094-5097.[15]李浩,吴训成,张珏成.基于变载荷的最佳动力性AMT换挡规律修正[J].控制工程,2021,22(01):50-54.[16]罗俊勇.全电AMT坡道自适应换挡策略研究[D].中南林业科技大学,2021.吉林大学硕士学位论文56[17]夏光,涂波涛,唐希雯,陈无畏.基于质量与坡度辨识的汽车自动变速器换挡控制研究[J].汽车工程,2021,40(03):305-312+341.[18]师帅,刘四海,吕二华,曲白雪.基于载荷和坡度的商用车AMT换挡规律修正方式方法[J].传动技术,2021,32(02):18-20.[19]吴云兵.纯电动汽车两挡自动变速器壳体构造分析及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