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原文传递混合动力汽车动力系统优化算法及应用研究

论文题名：	混合动力汽车动力系统优化算法及应用研究
关键词：	混合动力汽车;控制策略;模糊聚类;工况预测;全局优化;整车性能
摘要：	环境污染和石油资源匮乏是现今汽车工业所面临的两大难题，新能源汽车已经成为应对环境问题和石油短缺的有效解决方案，因此二十世纪初，各国政府和各大汽车公司开始进行新能源汽车产品及其关键技术的开发，中国科技部也把新能源汽车的整车和零部件开发列为“十五”、“十一五”期间863高科技计划重大专项内容。作者参与了国家863电动汽车重大专项之一“插电式混合动力城市公交车研发”的研究工作，此项目由郑州宇通客车股份有限公司承接，旨在开发可外接充电的混合动力城市客车，此为新能源汽车的一种，本文包含了该工作的部分基础研究内容。　　混合动力汽车的整车性能取决于车辆的动力耦合方案选取、动力系统匹配和控制策略这三个环节。其中控制策略是混合动力汽车开发过程中的核心环节，其不仅要实现最佳燃油经济性、排放性和动力性，同时还要适应不同的运行工况及驾驶风格，并兼顾电池寿命和各部件可靠性，是研发过程的重中之重，因此研究可改进混合动力汽车控制策略的优化算法是有理论意义和实用价值的。本文针对混联式混合动力汽车的控制策略存在的问题，结合模糊控制技术、模糊聚类算法、多目标优化等相关知识进一步深入研究并对其进行优化，主要工作如下: 　　(1)介绍了课题背景及混合动力汽车的发展概况，着重介绍了混合动力汽车控制策略的研究现状，指出控制策略的优化与改进是提高混合动力汽车性能的关键技术之一。为完成这些优化方案的仿真验证，本文在 AVL-CRIUSE和MATLAB/SIMULINK两种仿真软件中，建立了混联式混合动力客车仿真模型和优化控制策略模型，两者联合仿真可针对优化算法进行验证。　　(2)对于控制策略的优化，本文共提出了3种优化算法，分别是：由于规则控制策略运算简单，易应用于车辆，但节油效果不明显，为提高燃油经济性，提出基于功率解析的混合动力汽车优化算法；因为基于工况预测的控制策略需要大量设备支持，不易于普及推广，为此特建立以模糊聚类理论为基础的混合动力汽车工况预测算法；针对全局优化控制策略需要知道运行工况而无法实车应用的缺点，将上述的工况预测算法与全局优化控制策略相结合，得到一个燃油经济性有上佳表现的可应用于车辆的控制策略。　　(3)在MATLAB/SIMULINK环境下完成3种优化算法的仿真模型，并根据情况与车辆模型进行联合仿真，测试这些算法得到的燃油经济性、动力性和发动机运转情况等项目，对比仿真数据，判断这些算法是否达到优化的效果。最终，经过仿真计算，这些算法在保证动力性的同时，提高了节油率，符合本文的设计要求。　　控制策略作为混合动力汽车的一项关键技术，需要不断完善和发展。本文结合相关知识对混联式混合动力汽车的一些相关控制策略作了进一步的优化和改进，并通过仿真实验验证了各种改进策略的有效性。其研究成果对于提高我国混合动力汽车的研究开发水平和促进混合动力汽车产业化进程具有重要意义。
作者：	李晓林
专业：	车辆工程
导师：	郭志军;高建平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河南科技大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文