并联混合动力客车动力源参数匹配和优化

发布时间：2018-02-22 00:30

本文关键词： 混合动力汽车动力源参数匹配多目标优化集成优化　出处：《北京理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：环境污染和能源匮乏是目前困扰我国汽车工业可持续发展的两大难题,也是全球汽车产业发展的两大瓶颈。混合动力汽车兼顾了传统内燃机汽车和纯电动汽车的优点,能够实现节能减排的目的,是当今新能源汽车领域的研究热点。本文以单轴并联混合动力客车为研究对象,主要研究混合动力汽车的动力源参数匹配和优化。动力系统参数匹配是混合动力汽车发展的关键技术之一,而发动机、电机和电池组成的动力源是动力系统的关键组成,合理的动力源参数有利于提高车辆的动力性、经济性和排放性等性能。参数选择是一个多变量多目标优化问题,只有在精确、完整的仿真模型的基础上,经过反复的寻优计算才能达到最佳的效果;同时,不同设计目标之前存在相互冲突,如何协调部件参数以权衡不同设计目标也是一个难题;除此之外,整车性能与控制策略参数密切相关,必须充分考虑控制策略参数的影响才能实现全局最优的效果。针对这些难点,本文提出了一种应用于混合动力汽车的动力源匹配方法,该方法能够实现参数的自动寻优,能够根据量化的设计目标权衡得到匹配结果,能够通过部件参数与控制参数的集成优化实现全局最优。主要工作内容如下:首先,针对混合动力汽车参数匹配需要反复计算、协调和验证的特点,基于Isight+Matlab/Simulink软件建立了能够自动寻优的参数匹配平台。在Simulink中建立单轴并联混合动力客车对象和控制器模型,包括发动机、电机、电池、传动系、纵向动力学和控制器模型,在Matlab中建立动力性能数值求解脚本,然后在Isight软件中集成具有快速随机搜索能力的多岛遗传算法。Isight软件通过调用Matlab/Simulink软件得到整车性能计算值,然后自动给出下一步设计变量值,通过不断的迭代收敛于最优匹配结果。并以经济性最优为目标进行动力源参数匹配,匹配结果表明此平台能实现自动寻优,可以作为参数匹配研究平台。其次,针对混合动力汽车参数匹配需要权衡不同设计目标的难题,提出了多目标优化匹配方法。对考虑经济性和小型化的目标进行匹配,通过对不同目标设置权重转化为单目标来进行寻优,得到几组不同权重下的最优匹配结果。然后采用NSGA-II算法得到Pareto解,可以在确定不同设计目标权重后就能找到相应的最优匹配结果,证明了多目标优化匹配方法的有效性和优越性。继而将动力性能也作为设计目标进行考虑,而不仅仅是约束条件,从而得到考虑经济性、动力性和小型化的多目标优化匹配结果,扩大了设计人员的选择。最后,为了实现全局最优的匹配效果,将动力源部件参数和控制策略参数进行集成优化。提取出关键的能量管理策略参数,结合部件参数进行多目标优化匹配,得到全局最优的匹配结果。然后应用CRUISE仿真软件进行仿真分析,将局部最优与全局最优匹配结果进行对比,结果显示,全局优化的匹配结果更优。
[Abstract]:This paper presents a multi - objective optimization problem based on Isight + Matlab / Simulink . In order to achieve the global optimum matching effect , the parameters of the power source and the parameters of the control strategy are optimized . Finally , the key energy management strategy parameters are extracted , and the optimal matching results are obtained by using CRUISE simulation software .

【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7

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