Estrategia de Supresión de Vibraciones Torsionales Activas para el Sistema de Transmisión de HEV de División de Potencia Basada en Control de Doble Bucle
Autores: Zhang, Wei; Liang, Xiaocong; Han, Zhengda; Bu, Lei; Liu, Jingang; Fu, Bing; Jiang, Mozhang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estrategia de Supresión de Vibraciones Torsionales Activas para el Sistema de Transmisión de HEV de División de Potencia Basada en Control de Doble Bucle
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Vehículos eléctricos híbridos
Vibración torsional
Tren de transmisión
Estrategia de control
Supresión de vibraciones
Motor eléctrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos eléctricos híbridos de división de potencia (HEVs de división de potencia) exhiben fluctuaciones significativas del par del motor debido a su acoplamiento mecánico con la transmisión, lo que lleva a problemas pronunciados de vibración torsional en el eje de transmisión. Este estudio investiga una estrategia activa de supresión de vibraciones torsionales basada en el control del motor de tracción. Primero, se establece un modelo dinámico de la transmisión del HEV de división de potencia y se analizan sus características intrínsecas. Posteriormente, se desarrolla un modelo de par de excitación del motor para identificar los órdenes de respuesta dominantes, mientras que se construye un modelo de dinámica del vehículo para elucidar los mecanismos de vibración torsional en los modos de conducción híbrido y eléctrico puro. A continuación, se propone un marco de control de retroalimentación de vibración torsional, utilizando el motor eléctrico como un compensador de perturbaciones de par de canal secundario. Además, se propone un novedoso marco de control de doble lazo desacoplado en frecuencia, con una derivación rigurosa de las condiciones suficientes para el desacoplamiento. Basado en este marco, se desarrollan dos algoritmos distintos de supresión de vibraciones para el controlador de lazo secundario, cada uno adaptado a modos operativos específicos. Finalmente, los algoritmos propuestos se validan a través de simulaciones y pruebas de hardware en el lazo (HIL). Los resultados demuestran una tasa de supresión de fluctuaciones de par de hasta el 72.2%, confirmando que el algoritmo de supresión activa mitiga efectivamente la vibración torsional de la transmisión inducida por perturbaciones de par armónico del motor.
Descripción
Los vehículos eléctricos híbridos de división de potencia (HEVs de división de potencia) exhiben fluctuaciones significativas del par del motor debido a su acoplamiento mecánico con la transmisión, lo que lleva a problemas pronunciados de vibración torsional en el eje de transmisión. Este estudio investiga una estrategia activa de supresión de vibraciones torsionales basada en el control del motor de tracción. Primero, se establece un modelo dinámico de la transmisión del HEV de división de potencia y se analizan sus características intrínsecas. Posteriormente, se desarrolla un modelo de par de excitación del motor para identificar los órdenes de respuesta dominantes, mientras que se construye un modelo de dinámica del vehículo para elucidar los mecanismos de vibración torsional en los modos de conducción híbrido y eléctrico puro. A continuación, se propone un marco de control de retroalimentación de vibración torsional, utilizando el motor eléctrico como un compensador de perturbaciones de par de canal secundario. Además, se propone un novedoso marco de control de doble lazo desacoplado en frecuencia, con una derivación rigurosa de las condiciones suficientes para el desacoplamiento. Basado en este marco, se desarrollan dos algoritmos distintos de supresión de vibraciones para el controlador de lazo secundario, cada uno adaptado a modos operativos específicos. Finalmente, los algoritmos propuestos se validan a través de simulaciones y pruebas de hardware en el lazo (HIL). Los resultados demuestran una tasa de supresión de fluctuaciones de par de hasta el 72.2%, confirmando que el algoritmo de supresión activa mitiga efectivamente la vibración torsional de la transmisión inducida por perturbaciones de par armónico del motor.