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同轴式并联混合动力汽车能量管理策略研究
| 论文题名： | 同轴式并联混合动力汽车能量管理策略研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;能量管理策略;模糊控制;联合仿真 |
| 摘要： | 近年来，随着乘用车保有量快速地提升，环境污染和能源紧缺的问题愈发严重，节能减排和低碳出行成为全世界关注的焦点，许多学者为此展开了一系列相关研究和应用。混合动力汽车的超长续航和低排放能力，可以解决目前纯电动汽车续航里程短和燃油车尾气排放的问题。通过建立适配的能量管理策略，使整车在各方面的控制达到最佳状态。因此，如何合理分配能量并调整到最优是极为关键的。本文以某小型乘用车为研究对象，对同轴式并联混合动力汽车能量管理策略进行研究。 首先对混合动力汽车的3种结构类型以及各自的优缺点进行综合分析，确定将同轴式并联P2构型的混合动力汽车作为主要研究对象，根据某款车型的基础参数，选配合适的发动机、电机、变速器和电池等关键部件。接着，为进行路况仿真验证并接近车辆实际性能，制定了混合动力汽车最高车速、百公里加速时间及爬坡性能等指标；根据WLTC工况的复杂程度，完成对发动机、电池和电机功率的参数匹配。 其次，对并联式混合动力汽车的工作原理进行简析，设计了基于确定规则型能量管理策略，通过制定一系列的逻辑关系、关键参数变量和参数阈值后，借助软件MATLAB/Simulink并依据经验制定了5种工作模式，分别为1种纯电动模式、3种混合动力模式和1种能量回收模式，将混合动力汽车的燃油经济性和电耗性能降至最低为目标，严格规定不同工作模式下的准入条件和扭矩分配规则，完成基于确定规则型能量管理策略的搭建，并分析仿真结果。 然后，在基于确定规则型能量管理策略的基础上，加入PI和模糊制动控制作为优化控制策略，提出整车目标输出扭矩和PI动态控制相结合的方法，减小目标输出扭矩与需求扭矩的差值，从而缩小在车速控制方面的误差；在能量回收模式中，提出一种在MATLAB-Fuzzy中建立的三输入单输出模糊制动控制器，为整车的再生制动系统提供合理的再生制动分配系数，从而提高能量回收的效率。 最后，应用CRUISE仿真软件搭建整车模型并对电、机械信号进行连接，再与MATLAB软件进行联合仿真。首先对动力性、爬坡性进行仿真分析，建立了NEDC、WLTC和CLTC-P三个循环工况，对优化前和优化后能量管理策略的仿真结果进行分析，其中对车速误差、模式切换、电池SOC、燃油经济性和尾气排放进行仿真对比分析。证明经优化的能量管理策略整车性能指标符合要求，车速误差显著降低，在燃油经济性和污染物排放方面有所降低，电耗方面也有所降低，实现了全面的优化。 |
| 作者： | 孙光达 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 田丽媛;赵沛时 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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