原文传递
基于交通场景的混合动力汽车纵向行驶能量管理策略研究
| 论文题名： | 基于交通场景的混合动力汽车纵向行驶能量管理策略研究 |
| 关键词： | 插电式混合动力汽车;纵向行驶;能量管理策略;交通场景;深度学习 |
| 摘要： | 汽车保有量的逐年递增使得环境污染和交通压力的问题日趋严重，插电式混合动力汽车（PHEV）能兼顾行驶里程较长及能耗经济性较好等优点，是当今汽车发展的重要方向之一。随着路况复杂度的提升，PHEV行驶中的能耗经济性受交通因素的影响很大，车联网技术下的PHEV智能优化控制对改善其能耗经济性具有关键性作用。本文以P2构型的插电式混合动力汽车为研究对象，以提升整车能耗经济性为目的，在MATLAB/Simulink仿真平台下，对基于交通场景的混合动力汽车纵向行驶能量管理策略进行了研究，主要研究内容如下： （1）介绍了混合动力汽车的系统结构，分析了具体的工作模式,并基于动力系统核心部件及整车动力学模型，在MATLAB/Simulink中建立整车物理模型，构建能量管理控制策略仿真验证平台。 （2）应用VISSIM仿真软件，建立城市工况下交叉口纵向交通场景，模拟微观交通路网，并进行车-车通信、车-路侧设备通信，获取车联网信息，得到实时交通数据，为车辆纵向行驶特征预测提供数据源。利用深度学习对交通模型中的三种典型工况数据进行训练，分别得到车辆纵向行驶特征预测模型，获得不同预测步长下的预测车速，为后续基于交通场景的混合动力汽车纵向行驶能量管理策略研究奠定基础。 （3）以能耗经济性最优为目标，通过遗传算法计算得到模式切换时的电池荷电状态（SOC）的目标阈值，基于瞬时优化算法制定了车辆行驶时具体的动力源如何进行转矩分配的策略，对比研究此能量管理策略的能耗经济性与逻辑门限值能量管理策略，证明此策略能耗经济性有较大提高。其次，考虑到实时优化能量管理策略容易陷入局部最优，不能获得能耗经济性的全局最优，应用最小值原理建立了整车能耗成本函数，基于动态规划算法进行车辆纵向行驶特征预测速度曲线下的转矩分配计算，然后利用滚动优化的方法实时更新车辆行驶过程，实现全局最优能量管理。进行仿真实验，通过对比DP策略与实时优化策略，证明了基于DP策略更能提高整车能耗经济性。 （4）为验证所研究的混合动力汽车纵向行驶特征预测模型及PHEV能量管理策略，以真实实验路段为背景构建虚拟交通场景，采集交通信息建立预测模型，验证了基于深度学习的车辆纵向行驶特征预测模型的可行性。然后根据前文所建立的能量管理策略计算最优能耗经济性，将所研究策略的仿真结果与基于逻辑门限值的能量管理策略结果进行比较分析，以及在NEDC工况下的百公里燃油消耗比较，验证了本文所提出的基于交通场景的混合动力汽车纵向行驶能量管理策略有效性。 |
| 作者： | 陈静 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 叶明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
