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低温条件下PluG-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略研究
| 论文题名： | 低温条件下PluG-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略研究 |
| 关键词： | 柴电混合动力汽车;能量管理;模糊控制;催化还原催化器;节能减排 |
| 摘要： | 随着环境污染的加剧，能源危机突显，为寻求汽车燃油消耗与排放之间最优的成本效益平衡，汽车行业面临着巨大的挑战。插电式混合动力汽车(Plug-inHybrid Electric Vehicles，PHEV)依靠较高的电池储能和外接充电装置可以有效地减少整车燃油消耗，降低整车有害气体的排放，已成为国家实现车辆节能减排的重要技术手段之一。 作为插电式混合动力汽车的关键技术之一，整车能量管理策略优化分配发动机和电机之间的功率或转矩，从而实现油耗与排放的综合优化控制。在寒冷环境下，环境温度不仅影响电池寿命和充放电能力，而且也严重影响着柴油机后处理系统转化效率，即选择性催化还原催化器(selective catalytic reduction，SCR)对氮氧化物的吸收与转化。因此考虑温度对整车性能的影响，研究低温环境下Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制具有重要的意义。 本文以某Plug-in柴电混合动力汽车为研究对象，考虑低温因素以降低整车油耗和NOx排放量为研究目标，设计与研究了Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略，本文主要研究内容如下: (1)通过台架试验数据和数值计算方法，在Matlab/Simulink软件下搭建了Plug-in柴电混合动力汽车动力系统主要部件模型，包括发动机模型、电机模型、电池模型、SCR动力学模型、模糊控制驾驶员模型以及整车动力学模型，以此为整车能量管理策略的设计与验证提供了仿真平台。 (2)根据PHEV的工作模式，即电量消耗(Charge Depletion，CD)和电量保持模式(Charge Sustaining，CS)，建立了基于规则的逻辑门限值控制策略，制定了各个模式之间的转换规则，并通过仿真验证了所建立的CD-CS规则控制策略的正确性。 (3)依据庞特里亚金极小值原理(Pontryagin's minimum principle，PMP)，建立电池荷电状态(state of charge，SOC)、电池温度和SCR催化器温度三状态变量的最短时间优化控制策略和以降低油耗与NOx排放量为优化目标的包含发动机优化起停的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略。针对建立的优化控制策略进行仿真分析，其结果表明，在低温条件下基于最短时间与最少燃料优化方法的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略可以有效地降低油耗与排放。 (4)基于dSPACE实时仿真系统建立了Plug-in柴电混合动力系统台架快速控制原型试验，并利用Control Desk建立可视化的监控界面，实现了在试验过程中数据的测试与控制，完成了Plug-in柴电混合动力传动系统的纯电机驱动、联合驱动和行车充电等试验。试验结果表明，所建立的整车能量管理策略是行之有效的。 |
| 作者： | 刘小飞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 隗寒冰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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