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飞行汽车混合动力能量管理策略优化研究
| 论文题名： | 飞行汽车混合动力能量管理策略优化研究 |
| 关键词： | 混合动力;飞行汽车;动力系统;能量管理;遗传算法 |
| 摘要： | 飞行汽车兼具空中飞行和地面行驶的功能，能应对各种复杂环境，将其应用在交通系统中，可以提高复杂路面的通过性和恶劣环境的适应性，是城市道路拥堵问题的热门解决方案。然而发动机驱动的飞行汽车存在经济性差、排放污染物多等问题，纯电动飞行汽车电池的能量密度仍不能有效解决飞行汽车的有效载荷和航程问题。因此本文采用兼具纯电动飞行汽车和传统燃动飞行汽车的优点的混合动力技术，提高飞行汽车的燃油经济性和续航里程。混合动力技术在汽车上的应用较为成熟，进行飞行汽车混合动力系统的开发可以参考混合动力汽车的技术发展路线。 本文以某款倾转旋翼飞行汽车为原型，分析飞行汽车不同工作模式下的功率需求，进行飞行汽车混合动力系统参数匹配；为满足整车性能设计需求，初步制定了基于规则的能量管理策略；通过解析整车需求转矩曲线，制定了基于需求转矩决策的能量管理策略；应用NSGA-Ⅱ遗传算法，搭建联合仿真优化平台，对动力系统参数和能量管理策略进行验证和优化。主要研究内容如下： 1）分析飞行汽车混合动力系统在陆地行驶模式、垂直起降模式、空中悬停模式和水平巡航模式的需求功率，对动力系统部件主要包括发动机、发电机、驱动电机、旋翼电机、动力电池等，进行选型和参数匹配。通过理论计算、CFD模拟分析和AVL-Cruise仿真验证飞行汽车动力系统参数匹配满足整车设计要求。 2）分析了混合动力能量管理策略的国内外研究现状，采用基于规则的能量管理策略实现飞行汽车混合动力系统能量管理，通过分析需求转矩决策曲线和优化动力系统参数，制定了基于需求转矩决策的能量管理策略，提高整车经济性和动力性。 3）应用带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ，对传动系统传动比和能量管理策略进一步优化，搭建Isight-Cruise-MATLAB联合仿真优化平台，对飞行汽车优化前后的性能进行对比分析，验证优化效果。 本文的研究成果为飞行汽车混合动力系统开发提供参考依据。 |
| 作者： | 王泽钊 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 隗海林 |
| 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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