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纯电动汽车用复合能量源能量管理策略的优化研究
| 论文题名： | 纯电动汽车用复合能量源能量管理策略的优化研究 |
| 关键词： | 纯电动汽车;能量管理;模糊控制;遗传算法;模糊神经网络 |
| 摘要： | 随着汽车工业的迅速发展，我们取得了许多非凡的社会和经济成就，但也带来了严峻的环境和能源问题。在这样的背景下，具备高效、零污染和低噪音等优点的纯电动汽车逐渐受到人们的青睐。然而，当前电池技术面临着兼顾能量密度、功率密度等多方面的挑战,制约了纯电动汽车的进一步发展。为此，论文提出了一种复合能量源系统，并对能量管理控制策略进行研究，充分发挥动力电池和超级电容的优势，可在不改变车辆动力性能的基础上，改善动力电池工作特性，提升纯电动汽车的续驶里程。主要工作有: (1)通过对复合能量源系统部件(含动力电池、超级电容器和双向DC/DC变换器)工作特性的细致分析，确定合理的复合能源系统的拓扑结构，并为后续的参数匹配和模块选型提供了理论依据; (2)根据国家规定纯电动车的性能指标以及性能要求，从复合能量源的技术需求出发，匹配了复合能量源系统各部件的参数，并基于Matlab/Simulink软件，联合ADVISOR共同建立复合能量源系统各核心部件的仿真模型; (3)以提升纯电动汽车续航里程、改善动力电池工作特性为目标，根据复合能量源系统不同工作模式，首先引入逻辑门限控制策略，根据固定的门限值对能量进行分配;为了更好地表现出各参数在门限值附近时的响应，采用模糊控制策略来提升系统的控制效果;由于模糊控制主要依靠专家经验，通过引入遗传算法使模糊控制各项参数及规则达到系统最优解，减小模糊参数设置的主观性;利用模糊神经网络策略集模糊控制强大的结构性知识表达能力与神经网络强大的自学习能力于一体，根据系统的输入输出数据进行辨识，进一步优化规则和隶属度函数，实现复合能量源系统能量的合理化分配; (4)对ADVISOR软件进行二次开发使其支持复合能量源系统研究,建立纯电动汽车用复合能量源仿真模型并在不同控制策略下仿真对比。结果表明:与单一能量源系统相比,复合能量源系统能够使动力电池的充放电电流变化幅度降低、SOC下降速度减缓、内部温度降低，改善了动力电池工作特性，续驶里程得到提升，验证了复合能量源方案的合理性;在不同工况下，复合能量源系统的各项参数匹配能够满足设定的性能要求，所设计的能量管理控制策略均可以发挥动力电池和超级电容器的优势，其中，基于模糊神经网络策略的能量管理效果最好，动力电池的工作特性和整车续驶里程均得到明显优化。 |
| 作者： | 李国宇 |
| 专业： | 交通运输（控制工程） |
| 导师： | 韦敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安石油大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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