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并联式混合动力城市客车动力系统匹配及控制策略优化研究
| 论文题名： | 并联式混合动力城市客车动力系统匹配及控制策略优化研究 |
| 关键词： | 并联式混合动力城市客车;动力系统;部件匹配;控制策略;非支配排序遗传算法 |
| 摘要： | 面对日益增加的能源紧缺及环境污染问题，能有效实现节能减排的并联式混合动力汽车（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV）是目前我国节能环保型客车的重要发展方向。动力系统的匹配作为混合动力汽车的一项关键技术对整车性能有着直接影响，同时通过对控制策略相关参数的优化，能有效地提高整车的经济性能。因此对PHEV城市客车动力系统匹配及控制策略优化的研究具有重要的理论意义及工程实用价值。 论文详细分析了不同结构形式的PHEV城市客车动力系统的优缺点，确定采用并联单轴式混合动力系统的结构形式。在整车外部结构参数及性能要求的指导下，应用理论计算结合仿真分析的方法，分别从动力性能和经济性能两方面完成动力总成部件的参数匹配及选型。针对可外接充电式PHEV城市客车采用基于逻辑门限的电辅助式控制策略，并对整车的工作模式、需求转矩的分配以及变速器的换挡策略进行了设计。 基于整车性能仿真软件建立了PHEV城市客车前向仿真模型，并分别对整车动力性能和经济性能进行了仿真分析。其结果表明所匹配的动力系统能够满足整车的动力性要求，相比同等级传统城市客车节气率达到了40％。然后通过样车能耗试验与仿真结果的对比分析，进一步证实了所建立的整车仿真模型的正确性和可靠性，为后续的控制策略优化研究奠定了基础。 针对控制策略优化问题，提出以最小化发动机的燃料消耗量和电动机的耗电量为优化目标，采用带有精英策略的非支配排序遗传算法（Non-Dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-Ⅱ）对控制策略的相关参数进行多目标优化，从而有效地避免多目标问题单目标化后难以体现各目标真实特性的弊端。通过优化前、后仿真结果的对比分析，证实了该优化方法能有效地改善在电能消耗阶段发动机和电动机的工作区域，并提高了整车的经济性能。 论文应用理论计算、仿真分析以及试验验证的方法对PHEV城市客车动力系统的匹配及控制策略的优化进行了科学的研究，确定了一套有效的设计流程，为并联式混合动力系统的开发提供了合理的参考，具有重要的实际应用价值。 |
| 作者： | 伍磊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 田韶鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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