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并联混合动力客车能量管理优化控制策略研究
| 论文题名： | 并联混合动力客车能量管理优化控制策略研究 |
| 关键词： | 并联混合动力汽车;能量管理;优化控制;节油潜力 |
| 摘要： | 在全球能源和环境问题日益加剧的背景下，混合动力汽车（HEV）作为可以提高燃油经济性和减少排放量的一种先进汽车得到了广泛关注，而这一新兴技术同时也促进了适用于所有类型车辆能量管理策略的发展。优秀的能量管理控制策略可以在满足整车动力性能指标的前提下，最优地分配系统各部件间的能量以获得车辆最佳性能。本文以并联式混合动力客车为研究对象，主要研究内容如下: 首先，基于ADVISOR软件建立混合动力汽车仿真平台，对文中所用混合动力驱动系统关键部件进行动力总成参数匹配，在对汽车行驶动力学模型、发动机模型、电机模型以及蓄电池的数学模型进行详细分析的基础上采用试验建模与理论建模相结合的方法，完成系统传动系关键部件与整车模型的构建，为后续整车控制策略的设计和车辆性能仿真分析提供了良好的平台。 其次，从整车能量管理策略中的瞬时优化算法出发，提出基于最小等效燃油消耗的瞬时优化转矩分配控制策略。通过引入系统关键参数电池充放电等效因子对电池电能等效燃油消耗进行计算，并与发动机实际油耗相结合构建基于ECMS的瞬时优化目标函数。仿真结果表明该控制算法能够在实现发动机和电机最优能量分配的同时有效地维持电池电量的平衡，为基于工况识别的自适应控制策略的设计提供了良好的理论基础和试验条件。 然后，针对目前典型工况与实际道路工况不一致导致混合动力客车行驶工况适应性差的问题，设计一种基于工况识别的自适应控制策略。基于课题组自主研发的数据采集监控系统构建符合本地实际行驶道路特征的典型工况;采用模糊识别算法对道路工况进行在线识别，调用并实时更新与车辆当前行驶工况相对应的最优控制参数用于实时优化发动机和电机的功率分配。仿真试验结果表明该控制策略提高了混合动力客车工况适应匹配性、减小了在线实时计算量，同时又能充分发挥自适应控制策略的优势，具有广阔的应用前景。 最后，提出了基于动态规划算法的全局优化控制策略，对本文所研究的并联式混合动力客车进行性能全局优化，其仿真结果为混合动力系统的理论最佳燃油经济性和动力输出最优控制序列。通过对比分析美国UDDS工况、欧洲NEDC工况和本地大连市工况下的能量管理策略的燃油经济性仿真实验，对本文所提出的能量分配控制方法的节油潜力进行分析，仿真结果表明本文基于ECMS的瞬时优化控制策略以及基于工况识别的自适应能量管理方法均能有效改善车辆的燃油经济性，具有一定的节油潜力。 |
| 作者： | 常静 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 连静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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