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基于插电式混合动力汽车能量管理策略设计及其优化
| 论文题名： | 基于插电式混合动力汽车能量管理策略设计及其优化 |
| 关键词： | 插电式混合动力汽车;能量管理策略;等效因子;模糊控制;粒子群算法 |
| 摘要： | 在世界能源短缺和环境污染日益严重的背景下，各国政府纷纷推出新能源汽车发展政策。插电式混合动力汽车属于新能源汽车发展的一个重要方向，具有传统燃油汽车和纯电动汽车的双重优势，是目前行业内研究的热点。插电式混合动力汽车具有发动机和动力电池两个动力源，优异的能量管理策略是发挥插电式混合动力系统性能的关键。本文主要围绕单轴并联插电式混合动力汽车的能量管理策略进行设计和优化研究。 首先，对标某款插电式混合动力汽车，通过分析，选定P2构型的单轴并联式混动系统，以车辆的最高车速、最大加速度、最大爬坡度为动力性指标，进行混动系统零部件的选型和参数匹配。建立各零部件和整车动力学的数学模型，使用选型和匹配的结果在CRUISE中建立各零部件的物理模型，在Simulink中设计各零部件的控制策略，验证了各零部件物理模型的有效性，组合各分立的物理模型建立了整车仿真平台。 其次，分析了P2构型的插电式混合动力汽车的工作模式，设计和实现了基于CD-CS规则的能量管理策略，仿真结果表明所设计的能量管理策略达到了最初的要求，为能量管理策略的优化奠定了基础。 然后，建立了基于ECMS的能量管理策略，分析了等效因子对ECMS的影响。考虑燃油经济性和动力电池充放电的可持续性两个因素，在ECMS的基础上，建立基于自适应A-ECMS的能量管理策略，分析了A-ECMS的优化结果。在A-ECMS的基础上提出了使用模糊自适应算法FuzzyA-ECMS和离线粒子群自适应算法PSOA-ECMS优化ECMS的等效因子，并分析了仿真结果。 最后，在WLTC和NEDC两个循环工况下，从燃油经济性和动力电池充放电的可持续性两个方面，对比分析了基于发动机优化曲线、ECMS、A-ECMS、FuzzyA-ECMS和离线PSOA-ECMS算法的仿真结果以及FuzzyA-ECMS和离线PSOA-ECMS算法对基于CD-CS规则的能量管理策略的优化效果。结果表明，FuzzyA-ECMS和离线PSOA-ECMS算法具有更好的燃油经济性和维持电池SOC平衡的性能。在WLTC循环工况下，FuzzyA-ECMS比A-ECMS百公里等效油耗降低了4.5%，SOC的极差降低了26.3%；PSOA-ECMS比FuzzyA-ECMS百公里等效油耗降低了0.82%，SOC的极差降低了4.8%。在NEDC循环工况下，FuzzyA-ECMS比A-ECMS百公里等效油耗降低了1.67%，SOC的极差降低了70.3%；PSOA-ECMS比FuzzyA-ECMS百公里等效油耗降低了2.8%，SOC的极差降低了21.73%。在电量保持和电量消耗阶段，基于FuzzyA-ECMS的能量管理策略比基于CD-CS规则的能量管理策略等效百公里燃油消耗量降低了2.5%，基于PSOA-ECMS的能量管理策略比基于FuzzyA-ECMS的能量管理策略的等效百公里燃油消耗量降低2.86%。 |
| 作者： | 张乐乐 |
| 专业： | 能源动力 |
| 导师： | 李德刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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