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基于驾驶风格的混合动力汽车能量管理优化策略研究
| 论文题名： | 基于驾驶风格的混合动力汽车能量管理优化策略研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;能量管理策略;驾驶风格识别;小波变换;等效消耗最小;遗传算法 |
| 摘要： | 以氢氧燃料电池、锂电池和超级电容为能量源的混合动力汽车凭借其节能减排的优点已经成为新能源汽车发展的新方向。燃料电池能够提供持续稳定的需求功率，锂电池可快速提供需求功率，超级电容能够提供瞬态大功率，三个能量源发挥各自的优点为混合动力汽车提供综合需求功率，针对三能源混合动力汽车设计能量管理策略已成为研究热点。由于驾驶员驾驶风格不同会导致能量管理策略中整车燃料经济性下降，因此，本文以提升混合动力汽车燃料经济性、提高整车动力性和延长能量源使用寿命为目的，开展基于驾驶风格识别的混合动力汽车能量管理策略研究。论文的主要工作如下： 首先，根据各能量源输出特性和响应特性，设计基于频率分离和等效消耗最小策略的能量管理策略。以整车需求功率、超级电容SOC为依据，利用小波变换对超级电容、锂电池和超级电容输出功率进行分配；以燃料电池功率、电池和超级电容SOC为依据，利用等效消耗最小策略开展燃料电池和电池的输出功率分配研究。 其次，针对驾驶风格识别问题，设计基于遗传算法优化的驾驶风格模糊在线识别方法。利用主成分分析筛选驾驶风格识别参数，选取速度和加速度的绝对值作为驾驶风格识别参数，同时设计模糊逻辑控制器对驾驶风格分类和识别，考虑到识别的精度问题，利用遗传算法对模糊逻辑控制器的隶属度函数优化，更新模糊逻辑规则，将优化后的模糊逻辑规则作为一种新的识别方法对加驾驶风格进行在线分类和识别。 然后，考虑到驾驶员驾驶风格对整车的燃料消耗的影响，提出基于驾驶风格识别的能量管理策略。在上述驾驶风格识别的基础上，将驾驶风格因子与等效因子相结合作为驾驶风格与能量管理策略相结合的连接器，通过加权平均求得每种驾驶风格下的最优等效因子，建立等效因子查询表，将识别后的驾驶风格与等效因子相匹配，并将等效因子嵌入等效消耗最小策略中，以燃料电池功率、电池和超级电容SOC、驾驶风格为依据，利用等效消耗最小策略合理地分配燃料电池和电池的输出功率。 最后，在MATLAB/ADVISOR环境下对所设计的能量管理策略进行仿真分析。结果表明，在基于驾驶风格识别的能量管理策略下，燃料电池和电池的功率波动大部分都保持在100W/s附近，燃料电池和电池的使用寿命得到了一定的延长，除此之外，整车的氢气消耗比没有考虑驾驶风格策略相比降低了约3.7%，燃料经济性得到了相应的提高。 |
| 作者： | 邹朋飞 |
| 专业： | 控制科学与工程;控制理论与控制工程 |
| 导师： | 付主木 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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