双离合器式单电机重度混合动力系统匹配与控制研究

The Hybrid Electric Vehicle (HEV) is a new automotive technology, which can effectively reduce vehicle energy consumption and emissions. At the same time, the Dual Clutch Transmission (DCT) is a very promising new technology of Automatic Transmission. The HEV equipped with DCT has been researched widely in foreign and the mature products or concept cars have ben produced. The domestic research in this area is still lack of systematical theory and methods in terms of their matching and control strategy. In this project, set the single-motor full hybrid system equipped with dual clutch transmission as the research object and the research on matching and control of HEV as the main line, making full use of the advantages of HEV and DCT to realize the goal of both high efficiency and energy save. Combining the theory modeling, simulation analysis and experimental research, the matching and control strategy for HEV with DCT has been systematically researched, and a complete set of the matching and control theory for HEV with DCT has been established. Furthermore, the coordinate control method of motor during the process of mode switching has been explored, and the dynamic energy management strategy has been proposed based on driving condition identification, and the shift control strategy of DCT that used in HEV has been researched. The research results provide theory and enable technical support for China's development of full HEV products with independent intellectual property.

混合动力汽车（HEV）技术是一项能有效降低汽车能源消耗和排放的汽车新技术，而双离合器自动变速器（DCT）是一项非常具有发展前途的汽车自动变速传动新技术。国外对装备DCT的混合动力汽车开展了深入研究，形成了成熟的相关产品或概念车。国内在这方面的研究还比较欠缺，对其匹配及控制策略研究还缺乏一套系统的理论和方法。本项目以双离合器式单电机重度混合动力汽车为研究对象，以混合动力汽车匹配与控制策略研究为主线，以充分利用HEV与DCT两者的优势来实现混合动力汽车高效节能为目标，采用理论建模、仿真分析和实验研究相结合的方法，系统研究装备DCT的混合动力汽车匹配控制策略，建立一套完整的DCT混合动力汽车匹配控制理论，探索模式切换过程中电机协调控制方法，提出基于行驶工况识别的动态能量管理策略，研究混合动力汽车用DCT换挡控制策略，为我国开发具有自主知识产权的重度混合动力汽车产品提供理论和使能技术支持。

混合动力汽车是车辆节能减排的一个重要发展方向，双离合自动变速器是一款非常具有发展前途的汽车自动变速系统。以装备双离合自动变速器的混合动力汽车为研究对象，进行了动力系统参数匹配及优化、动力系统关键部件动态建模、工作模式与挡位切换协调控制以及能量管理策略动态优化等研究。所取得的主要成果如下：.（1）混合动力系统参数匹配与优化研究：利用多种行驶工况构建复合工况，在复合工况下利用粒子群算法对动力系统参数以及能量管理策略参数进行多工况优化，使混合动力汽车适应复杂的行驶工况，并有效改善燃油经济性。建立了混合动力汽车参数匹配设计理论以及多工况优化设计方法。.（2）混合动力系统动态建模研究：进行了双离合器自动变速混合动力系统动态建模，分别建立了发动机平均值模型、ISG电机动态模型以及湿式主离合器液压系统动态模型。所建立的动态模型能够准确反映动力系统关键部件的动态特性，为模式切换控制与换挡控制研究奠定了基础。.（3）混合动力系统工作模式与挡位切换规律研究：建立了混合动力汽车不同工作模式下的系统效率模型，分析不同工作模式各挡位下的系统效率，制定了双离合自动变速混合动力系统综合工作模式与换挡规律，保证混合动力系统工作效率最优。.（4）混合动力系统工作模式与挡位切换控制策略研究：首先将工作模式切换划分为三种基本类型，根据双离合器自动变速混合动力系统的特点，针对三类模式切换类型，分别制定了模式切换与挡位切换的协调控制策略，有效保证快速、平稳的实现工作模式与挡位切换的协调控制。.（5）混合动力汽车能量管理策略动态优化研究：考虑行驶工况、驾驶意图以及坡道对混合动力汽车燃油经济性的影响，制定了动态优化的能量管理策略，根据行驶环境信息与驾驶意图对能量管理策略进行实时优化调节。该控制策略有效改善了混合动力汽车在复杂行驶工况环境下的燃油经济性。.研究结果表明所提出的基于双离合自动变速器混合动力汽车的参数匹配与控制方法能有效保证车辆的燃油经济性，为我国自主知识产权混合动力汽车的开发提供了理论基础与技术支持。在本基金项目的支持下，共发表期刊论文14篇，会议论文3篇，其中SCI检索2篇，EI检索12篇。授权发明专利4项，公开申请4项。