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插电式串联混合动力公交车能量管理策略优化及HCU硬件在环测试
| 论文题名： | 插电式串联混合动力公交车能量管理策略优化及HCU硬件在环测试 |
| 关键词： | 能量管理;电池特性;参数优化;模糊算法;混合动力公交车 |
| 摘要： | 新能源汽车的燃油经济性和排放性表现更优，积极地响应了节能减排的号召。作为新能源汽车的一种，插电式混合动力汽车不仅保证了车辆的续航里程，还最大限度地使用电驱动，从而发挥节能减排的作用。本文主要针对插电式串联混合动力公交车的能量管理策略及其优化展开研究。 首先，分析了插电式串联混合动力公交车的动力总成结构。在Matlab/Simulink平台上，基于实验数据法构建了发动机、ISG电机和驱动电机模型；基于带不确定性参数的等效电路法构建了动力电池模型；基于PID控制构建了驾驶员模型；基于汽车行驶方程构建了整车纵向动力学模型；并加入油耗计算模型等，与整车混合动力控制器（HCU）连通构成了闭环仿真系统，为能量管理研究提供了基础仿真平台。 其次，设计整车控制策略并进行能量管理策略优化。制定了纯电动模式，发动机启动模式，串联模式和发动机关闭模式间的切换规则，实现整车纯电动驱动和串联驱动之间的自动切换。再基于最小等效油耗策略（ECMS）优化发动机功率和电池功率间的分配。通过离线数据处理得到最优的功率分配表，关联实时的ECMS控制器模型。由于过低或过高的环境温度会对动力电池容量及充放电特性造成不利影响，因此，进一步地引入温度对电池特性的影响，优化所构造的ECMS目标函数。采用模糊控制策略，再次修正动力电池的等效油耗，避免电池模型和SoC估计过程中高误差和高复杂性的特点，直接从整车功率分配上实现动力电池的健康管理和安全使用。联合整车动力学模型，在Matlab/Simulink平台上进行模型在环仿真。研究结果表明，以模式切换为前提的ECMS能量管理策略既保证了整车各动力部件工作状态稳定，又最大限度提高了燃油经济性；同时考虑电池温度会牺牲掉一部分燃油经济性，但依据电池特性达到了合理保护电池的作用。 最后，依照汽车控制器软件开发的“V”模型开发流程，基于快速控制原型开发整车HCU的控制算法软件，依次完成了硬件资源配置，CAN信号定义和软件编译。之后将被测控制器与 NI实时仿真机等硬件相连，搭建了用于验证能量管理策略优化的硬件在环测试平台。硬件在环测试结果验证了本文所研究的能量管理优化策略在实时环境中具有有效性和可靠性。 |
| 作者： | 李文瑶 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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