基于工况识别的混联式混合动力汽车能量管理策略研究

发布时间：2017-10-29 17:05

  本文关键词：基于工况识别的混联式混合动力汽车能量管理策略研究

  更多相关文章： 混联式混合动力汽车 能量管理策略 工况识别 动态规划算法 神经网络算法

【摘要】：混合动力汽车具有多个动力源,如何管理这些动力源之间的能量协调分配很大程度上决定了整车的性能。因此,混合动力汽车的能量管理策略成为了混合动力汽车研究领域的主要内容之一。而目前汽车采用的控制策略大多未考虑车辆行驶工况对能量管理策略的影响,鉴于此,本文以第三代丰田Prius为研究对象,进行了基于行驶工况识别的混联式混合动力汽车能量管理策略的研究。(1)根据研究对象混联式混合动力汽车的动力总成系统结构和相关参数,以MATLAB软件为平台进行仿真建模,分别建立了发动机。电机、电池、行星齿轮机构等车辆主要部件的数学模型,构成了整车仿真模型。(2)以需求功率、电池SOC等为门限参数建立了基于逻辑门限值的混联式混合动力汽车能量管理策略。其次,为了评价该逻辑门限能量管理策略的优劣,又引入了动态规划全局优化算法对整车在特定的工况下进行了仿真,其结果用于评价和优化逻辑门限能量管理策略和之后的基于工况识别能量管理策略在燃油经济性方面的优劣。(3)针对混合动力汽车的典型工况,完成了行驶工况在线识别算法。通过聚类分析法,从39种工况里选择了五种典型工况作为工况识别的典型工况库。通过分析计算不同典型工况的特征参数,与在线采集的车辆实际运行工况片段进行对比。辨识出当前车辆处于何种类型的行驶状况中。实时的将车辆运行工况归类为典型工况的一种,为基于工况识别的整车能量管理策略提供基础。(4)通过DP动态规划算法算出研究对象在这5种典型工况下的最优能量分配策略,然后采用BP神经网络拟合的方法,将离线获得的最优能量分配轨迹提取出来,转化为可以在线应用的规则。从而建立了与五种典型工况对应的五种能量管理策略。最终结合工况的辨识策略,将车辆能量管理策略的类别实时的切换到与当前行驶工况相对应的类别。通过以上的研究工作,为混联式混合动力汽车的能量管理策略设计了一种方法,对混联式混合动力汽车燃油经济性的提升具有积极的作用。
【关键词】：混联式混合动力汽车 能量管理策略 工况识别 动态规划算法 神经网络算法
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 课题背景及意义8-10
• 1.2 国内外现状10-17
• 1.2.1 EVT混联式混合动力汽车国内外产业化现状10-13
• 1.2.2 混合动力汽车的能量管理策略国内外现状13-17
• 1.3 主要研究内容17-20
• 2 混联式混合动力汽车系统仿真建模20-30
• 2.1 混联式混合动力系统原理20-22
• 2.2 混合动力系统部件建模22-29
• 2.2.1 发动机模型22-23
• 2.2.2 电机模型23-24
• 2.2.3 蓄电池模型24-27
• 2.2.4 行星齿轮机构模型27-28
• 2.2.5 汽车行驶动力学模型28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 基于单一工况下EVT逻辑门限策略优化30-48
• 3.1 混联式系统各工作模式动力学建模30-33
• 3.1.1 纯电动驱动模式30-31
• 3.1.2 行车充电模式31
• 3.1.3 电机助力模式31-32
• 3.1.4 功率转换模式32
• 3.1.5 发动机怠速发电模式32
• 3.1.6 再生制动模式32-33
• 3.2 基于规则的逻辑门限能量管理策略研究33-35
• 3.2.1 各种工况下的混合动力汽车运行逻辑规则33-34
• 3.2.2 各个模式间的切换规则34-35
• 3.3 基于DP的全局优化能量管理策略研究35-39
• 3.3.1 DP动态规划算法原理35-36
• 3.3.2 混合动力系统DP优化问题建模36-39
• 3.4 逻辑门限值策略的评价与优化39-46
• 3.4.1 两种策略仿真结果对比与分析39-42
• 3.4.2 基于UDDS工况下的逻辑门限值能量管理策略优化42-46
• 3.5 本章小结46-48
• 4 基于典型工况的能量管理策略研究48-68
• 4.1 典型工况的选择48-54
• 4.1.1 行驶工况聚类分析48-50
• 4.1.2 特征参数的提取50-52
• 4.1.3 聚类分析结果52-54
• 4.2 基于典型工况的能量管理策略研究54-66
• 4.2.1 典型工况的能量管理动态规划仿真54-59
• 4.2.2 神经网络算法的基本原理59-60
• 4.2.3 基于BP神经网络的能量分配策略60-63
• 4.2.4 典型工况策略原工况的仿真验证63-66
• 4.3 本章小结66-68
• 5 基于工况识别的能量管理策略研究68-78
• 5.1 工况识别策略的建立68-72
• 5.1.1 工况贴进度的计算68-69
• 5.1.2 工况识别策略69
• 5.1.3 工况识别策略测试与结果69-72
• 5.2 基于工况识别的能量管理策略的建立与仿真72
• 5.3 基于工况识别的能量管理策略仿真结果及分析72-76
• 5.3.1 仿真工况的工况识别结果及分析72-73
• 5.3.2 动力源能量分配结果及分析73-76
• 5.3.3 整车燃油经济性仿真结果及分析76
• 5.4 本章小结76-78
• 6 总结与展望78-80
• 6.1 全文总结78
• 6.2 展望78-80
• 致谢80-82
• 参考文献82-86
• 附录86
• A 攻读硕士学位期间参加的课题研究86

【参考文献】

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本文编号：1113852