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复合电源混合动力系统参数匹配与控制策略
| 论文题名： | 复合电源混合动力系统参数匹配与控制策略 |
| 关键词： | 混合动力汽车;复合电源;NSGA-Ⅱ算法;控制策略;参数匹配 |
| 摘要： | 对于目前混合动力汽车的电源系统大多数采用单一的动力电池，而动力电池存在比功率低的缺点，导致其不能进行大电流充放电、回收制动能量有限，进而造成寿命短、使用成本高，对节能减排的贡献小。为了弥补动力电池的不足，本文采用蓄电池和超级电容组成的复合电源系统，充分利用蓄电池高比能量和超级电容高比功率优点，实现延长动力电池的使用寿命，进一步节能减排。文本以某并联混合动力汽车为研究对象，把整车燃油经济性、排放性和舒适性作为优化目标，对复合电源混合动力系统参数匹配和控制策略进行设计。 建立复合电源混合动力系统仿真模型。通过对复合电源的充放电能力、效率等性能特性进行分析，建立了动力电池、超级电容和DC/DC转换器数值模型的复合电源混合动力系统仿真模型。 建立基于带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting GeneticAlgorithmⅡ，NSGA-Ⅱ)的复合电源混合动力系统燃油经济性、排放性和舒适性多目标优化模型。根据整车技术指标和NEDC循环工况，计算出发动机和电机的总需求功率，然后利用动力系统的规则控制和复合电源的模糊控制，初步确定发动机、电机、蓄电池和超级电容参数，并选定待优化的整车参数。建立了以燃油经济性、排放性和舒适性多目标复合电源混合动力系统优化模型，利用提出的基于NSGA-Ⅱ算法对整车参数进行优化，得到多组不同目标的最优解。通过与单一蓄电池系统的比较，验证基于NSGA-Ⅱ算法的复合电源混合动力系统对延长蓄电池寿命和提高整车燃油经济性、降低排放、改善舒适性非常有效。 建立基于NSGA-Ⅱ算法的复合电源混合动力系统动态规划模型。首先建立复合电源混合动力系统动态规划模型，把蓄电池和超级电容的荷电状态作为状态变量，发动机、电机的转矩分配比和蓄电池、超级电容的功率分配比作为控制变量，以发动机燃油经济性和排放性作为目标函数，利用粗网格和插值法对维度进行简化，先逆序求出各阶段阶段代价矩阵，再正序求出全局最优解。通过对动态规划仿真结果分析，提取出发动机、电机、蓄电池和超级电容的工作规律，分别对动力系统的规则控制策略和复合电源系统的模糊控制策略进行改进。通过与基于NSGA-Ⅱ算法优化后系统和原单一蓄电池系统进行对比分析，改进后复合电源混合动力系统在燃油经济性、排放性和舒适性指标上有很大的改善，验证了基于NSGA-Ⅱ算法的动态规划改进后的复合电源混合动力系统的正确性和有效性。 |
| 作者： | 徐彬 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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