行駛環境識別方法在電動汽車領域中的應用,碩士論文當前能源危機和環境污染問題日益嚴重，國家和各地方相繼出臺各種政策以支持和鼓勵新能源汽車發展，電動汽車也逐步走進了人們的生活。電動汽車采用驅動電機裝配機械式自動變速器的傳動形式，能夠降低整車對驅動電機和動力電池的要求；通過對整車質量和道路坡度進行辨識，得到修正電動汽車換擋規律的方式方法，提高電動汽車的動力性和經濟性。本文以電動汽車自動變速系統為研究平臺，以提高汽車對行駛環境的自適應能力為研究目的，通過理論推導、仿真分析和試驗驗證相結合的手段，建立電動汽車動力傳動系統數學模型，對整車動力性和經濟性進行預測；設計基于運動學、動力學的汽車質量、路面坡度辨別方式方法和基于雙級非線性觀測器的汽車質量、路面坡度辨識方式方法；分析行駛環境辨別方式方法在電動汽車領域中的應用，主要研究了基于汽車質量、路面坡度的自動變速器換擋規律修正方式方法。同時，利用動力學分析軟件Matlab/Simulink和多學科領域復雜系統建模擬真平臺AMESim，建立了涵蓋電動汽車整車模型、主減速器模型、自動變速模型、驅動電機模型、駕駛員模型和行駛環境模型等在內的電動汽車綜合仿真平臺，對擋位決策優化前后的整車動力性能和續駛里程性能進行預測。通過Matlab/Simulink和FreescaleCodeWarrior設計編寫控制策略，利用Vector公司CANape總線通訊測試工具進行實時監控，對整車質量和道路坡度辨識結果的準確性以及基于行駛環境自適應的電動汽車智能擋位決策方式方法的實際效果進行道路試驗驗證。本文關鍵詞語：電動汽車；整車質量；道路坡度；換擋規律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目錄幅較長,部分內容省略,具體全文見文末附件第7章總結與瞻望7.1全文總結本文主要對純電動物流車整車質量和道路坡度辨別方式方法進行了研究，并分析了其AMT的換擋控制技術，本研究開展的工作包括如下內容：1〕總結梳理了新能源汽車研發經過，介紹了當下國內外新能源汽車研發現在狀況，得出在當下形勢下開展純電動車研發的必要性，同時對電動汽車的換擋規律現在狀況進行了研究。2〕對純電動汽車動力傳動系統和行駛動力學特性進行了研究，建立了包括整車動力學模型、驅動電機模型、AMT換擋模型、傳動軸模型、主減速器模型以及動力電池模型等在內的純電動汽車動力傳動系統仿真平臺。3〕建立了汽車的縱向動力學方程，研究了車輛動力學范圍中怎樣估計路面坡度以及整車質量，提出了融合動力學和運動學理論在內的坡度估計方式方法，以高頻信息提取為理論基礎的整車質量估算方式方法，以及基于雙級非線性觀測器的整車質量和道路坡度辨識方式方法。4〕分別研究了自動變速器不同的換擋規律，得出在最佳經濟性前提下的換擋規律以及在最佳動力學前提下的換擋規律，對換擋規律修正方式方法進行了介紹，給出了在考慮道路坡度以及整車質量前提下換擋規律的修正方式方法。5〕利用AMESim軟件進行了整車仿真模型的構建。利用AMESim/Simulink這兩種仿真軟件研究了AMT換擋規律，仿真驗證純電動汽車的動力性、經濟性換擋規律以及基于整車質量、道路坡度修正的換擋規律。6〕對汽車整車質量和道路坡度的辨別結果進行了實車試驗，驗證了估計方式方法的準確性和合理性。利用插值法將整車質量和道路坡度變化對換擋規律進行修正，進而有效提升電動汽車的續駛里程等動力性與經濟性指標。7.2缺乏與改良對于整車質量和坡度的辨別方式方法進一步完善，估計方式方法在進行了上述的研究后，還需要對基于道路坡度和整車質量電動汽車的換擋規律進行進一步的完善，為了到達該目的，還應做如下方面的工作：〔1〕為了確定換擋規律在不同道路坡度和不同整車質量下都具有良好的適應性，需要進行更多的坡度和整車質量實驗?！?〕本論文搭建的整車模型較為粗略，通過對AMESim和Simulink中相關參數的設定，增加整車模型計算結果的精到準確程度。以下為參考文獻[1]王哲.國內外新能源汽車發展現在狀況及趨勢[J].交通與港航,2021,2(6).[2]郭棟,張洪浩等.將來中國汽車類型發展預測及節能減排效益分析[J],系統工程理論與實踐,2021,36(6):1595-1599.[3]范志丹.國內外電動汽車發展現在狀況綜述[J].汽車維修,2021(06):2-3.[4]逯貫杰,吳曉宇,曾歡.國外電動汽車產業的發展及其對我們國家的啟示[J].時代汽車,2021(06):33-34.[5]胡堋湫,譚澤富,邱剛,王欣煜,鄧明.電動汽車發展綜述[J].電氣應用,2021,37(20):79-85.[6]劉少飛,黃偉,左毓明,董興宇.淺析我國汽車未來發展趨勢[J].時代汽車,2021(10):42-43.[7]劉柏楠.道路坡度及車輛質量自適應的自主駕駛車輛縱向速度控制研究[D].2021.[8]ArdalanVahidi,AnnaStafanopoulou,HuiPeng..RecursiveLeastSquareswithFor-gettingforOnlineEstimationofVehicleMassandRoadGradeTheoryandExperiments[J]VehicleSystemDynamics,2005,43(1):31-55.[9]楊志剛，曹長修，蘇玉剛.動態辨別道路坡度的多傳感器信息融合方式方法[J].重慶交通學院學報，2002，21(2)：97-102.[10]金輝，葛安林，秦貴和等.基于縱向動力學的坡道辨別方式方法研究[J].機械工程學報，2002，38(1)：79-86.[11]冉旭,李亮,趙洵,宋健,楊財,曹明倫.基于汽車動力學與加速度傳感信息的縱向坡度實時辨別算法[J].機械工程學報,2021,52(18):98-104.[12]戴卓,吳光強.基于車輛動力學的道路坡度與整車質量估計[J].汽車技術,2021(01):20-24.[13]葛安林．車輛自動變速理論與設計[M].北京：機械工業出版社，1995.[14]YangGao,YongChen,DaguoLuoetal.Optimizationstudyofautomaticpowershiftschedule[C].MechAutomControlEngMACE,2018,5094-5097.[15]李浩,吳訓成,張玨成.基于變載荷的最佳動力性AMT換擋規律修正[J].控制工程,2021,22(01):50-54.[16]羅俊勇.全電AMT坡道自適應換擋策略研究[D].中南林業科技大學,2021.吉林大學碩士學位論文56[17]夏光,涂波濤,唐希雯,陳無畏.基于質量與坡度辨識的汽車自動變速器換擋控制研究[J].汽車工程,2021,40(03):305-312+341.[18]師帥,劉四海,呂二華,曲白雪.基于載荷和坡度的商用車AMT換擋規律修正方式方法[J].傳動技術,2021,32(02):18-20.[19]吳云兵.純電動汽車兩擋自動變速器殼體構造分析及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