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HEV多能源动力总成控制系统的研究与实现
| 论文题名： | HEV多能源动力总成控制系统的研究与实现 |
| 关键词： | 混合动力电动汽车;多能源控制器;控制策略;建模与仿真;自适应控制 |
| 摘要： | 空气污染与能源短缺是当今社会面临的主要问题之一.对城市而言,空气污染物大部分来源于燃油汽车的尾气排放,因此,许多国家对汽车的排放要求越来越严.美国加利福尼亚州法律要求:2003年零排放汽车(即纯电动汽车)在总汽车销量中至少需占10％的比例.但目前零排放汽车仍然有许多难以克服的缺点,如续驶里程短、成本高等.因此,能节油且减少排放的混合动力电动汽车(HEV)越来越受到人们的关注.多能源控制器作为HEV控制系统的关键,主要负责对行驶需求功率的合理分配,保证HEV高效运行,使发动机燃油消耗和排放达到最优.围绕着这个目的,根据HEV动力的特点,本文对HEV的建模与仿真、多能源控制器软硬件设计、控制策略算法设计以及多能源控制系统半实物仿真等方面进行了深入研究.HEV建模主要参考美国能源部免费软件ADVISOR而设计,大部分零部件模型保持不变,只对相关数据进行局部修改,并且根据本文提出的控制策略对多能源控制模块进行了重新建模,整车仿真结果体现了本文控制策略的有效性和先进性.多能源控制器的硬件采用了TMS320LF2407A DSP芯片,由于它功能强大,I/O资源丰富,并且支持广泛用于汽车电控的CAN通讯,因此,非常适合于混合动力电动汽车的实时控制.软件部分采用模块化分层结构,对每一层编写相关的API函数,为上层控制策略算法的实现提供了有力支持,实践证明这种软件结构对程序的阅读、修改和移植都非常方便,控制效果也很理想.基于能量流规则的自适应控制算法在能量流分析和HEV运行状态转移规则的基础上,以名义油耗最小为优化目标,对整车行驶需求功率进行自适应分配.在每种运行状态下,嵌入控制策略算法,整个运行过程过渡平滑、控制稳定.仿真和实践证明这种算法能有效降低燃油消耗,减少排放,并兼顾电池SOC,从而证明了算法的合理性与可靠性.HEV半实物仿真测试平台为HEV多能源控制器的开发创造了一个良好的软硬件调试与测试环境,能帮助开发者及早发现软件硬设计的缺陷,减少软硬件开发的周期和成本.在测试过程中形成的测试结果可以用来对HEV多能源控制器软硬件进行评估,对HEV动力系统的参数配置以及控制策略的选择也有很大的参考意义. |
| 作者： | 刘发文 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 唐小琦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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