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增程式电动汽车能量优化策略研究
| 论文题名： | 增程式电动汽车能量优化策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;能量优化;增程器;燃油消耗;差分进化算法 |
| 摘要： | 自汽车被发明以来，人类对于空间上的移动变得越来越方便，但车辆的迅速增长也带来了资源消耗与环境污染等一系列非常严重的问题。为实现人类社会的可持续发展，新能源汽车应运而生，它的发展对于降低以石油资源为代表的资源消耗和减少环境污染具有重要意义。增程式电动汽车是新能源汽车的一种重要车型，它既能实现短距离的纯电动驾驶，又能通过增程器的加入大幅度延长车辆行驶里程，本文即以增程式电动汽车为研究对象，实现了对该车型的能量优化策略研究。 文章首先对增程式电动汽车整车控制器的研究工作作了具体介绍，然后对其油耗率优化问题进行了研究，利用MATLAB软件对增程器油耗率问题基于map图和差分进化算法进行建模和仿真。首先，分析了常用的油耗率优化策略及其不足，然后根据实际工程中的功率需求提出三种不同的模型。根据不同的模型，以电机外特性、实际功率需求和其他特性参数作为约束条件，运用差分进化算法对增程器油耗率进行优化。通过增程器的最佳油耗率工作曲线，可以实时精确的控制发动机转速、发电机转矩，使得增程器可以一直运行于最佳工作点。仿真结果表明，这种方法可以有效的降低整车油耗。 然后，文章针对增程式电动汽车增程器燃油消耗到电能转化效率问题进行优化。首先，综合分析增程式电动汽车动力系统结构，通过电动汽车动力电池荷电状态设置整车能量控制策略；然后，以线性插值的方式对实际测量到的数据进行处理，分别建立发动机转速-转矩-油耗模型及发电机的转速-转矩-发电效率模型，并据此得到增程式电动汽车增程器燃油消耗电能转化效率；最后，以设置的整车能量控制策略，基于遗传算法在建立的模型上进行增程器工作点优化验证。验证结果表明，文章使用的模型和方法能实现增程式电动汽车增程器的工作点优化控制。 在对增程式电动汽车的油耗率进行差分进化算法研究之后，文章再针对增程式电动汽车增程器燃油经济性和CO、HC排放问题进行优化。首先，将问题利用归一化和加权平均的方法转化为单一目标问题，以增程器外特性、功率区间需求和其他特性参数作为约束条件，利用MATLAB软件基于map图进行建模和仿真，使用改进的差分进化算法予以实现。最后，在台架实验平台上对HWFET工况下的增程器燃油经济性和CO、HC排放运用文章所提出的策略进行实验验证。实验结果表明通过文章方法以增程器燃油经济性和CO、HC排放为目标，可以实时精确的控制发动机转速、发电机转矩，有效实现兼顾整车油耗和排放的目的。 |
| 作者： | 卜凡靖 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 王耀南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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