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纯电动汽车续驶里程动态估算及影响因素研究
| 论文题名： | 纯电动汽车续驶里程动态估算及影响因素研究 |
| 关键词： | 电动汽车;续驶里程估算;SOC估算;k-means聚类 |
| 摘要： | 随着纯电动汽车的各项技术趋于成熟，越来越多的产品进入市场。但是由于存在“里程忧虑”的问题，影响了纯电动汽车的推广使用。进行纯电动汽车续驶里程的估算方法研究，为用户提供准确的充电规划以及解决里程忧虑问题都具有十分重要的意义。但是现有的一些方法都是基于典型工况的研究分析，与我国道路实际工况相差较大。因此，本文在典型工况的研究基础上基于武汉市城市道路实际行驶工况进行续驶里程及其影响因素研究。主要完成了以下研究内容： 首先，电池SOC的准确估算是进行续驶里程估算的必要条件，因此首先采用扩展卡尔曼滤波法建立电池的SOC估算模型，以聚合物锂电池为研究对象进行充放电实验并进行参数辨识，之后根据实验进行SOC估算模型验证。结果表明，该模型的估算精度达到97%以上，并且不受初值限制，收敛速度很快。最后根据估算原理推导续驶里程在不同工况下的计算公式。结合车辆动力系统模型和SOC估算模型建立纯电动汽车整车能耗模型，为后期的算法研究打下基础。 然后，研究了两种续驶里程估算方法。一是采用迭代法进行续驶里程估算，根据能耗和里程之间的关系以及迭代的方法进行续驶里程估算，但是由于单位里程能耗较小的原因导致估算初期误差较大。二是采用基于实际行驶工况数据的k-means聚类法进行续驶里程估算。将武汉市车辆实际行驶的大量数据分割成10127个短行程，然后选取特征参数进行k-means聚类分析并分成五类。建立了整车行驶动力学模型和能耗模型，根据模型仿真计算出了每类短行程工况的单位里程平均能耗。采用特征参数识别方法判别当前车辆行驶工况所属类别来估算剩余续驶里程，并将估算结果进行滤波处理。最后采用拟合的武汉市城市道路工况对提出的续驶里程估算方法进行验证。结果表明，使用该方法的平均绝对误差为0.612km，平均相对误差为1.78%。 最后，研究分析了续驶里程的影响因素。结果表明：车身电器（空调）的能耗会使续驶里程降低将近30%， ECE工况的续驶里程比UDDS工况高出15.68%，良好的驾驶行为以及制动能量回收都是增大续驶里程最有效的办法。 由于驾驶环境的复杂性使得精确估算续驶里程并不容易。本文结合武汉市的实际工况采用k-means聚类法进行续驶里程的估算，结果表明估算效果良好。 |
| 作者： | 史艳龙 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 杜常清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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