插电式混合动力汽车控制策略研究与仿真分析
发布时间：2021-02-15 10:38
环境污染与能源短缺问题日益严峻,新能源汽车作为代替传统燃油车的环境友好型交通工具,在各国政府引导、扶持和各大汽车企业大力推进下,蓬勃发展。纯电动汽车由于充电设备普及度和续航问题,现阶段存在推广难度。而将传统燃油车与电动车的优势进行结合的插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,简称PHEV）应运而生,其多样的工作模式可以适应多种出行工况及行驶需求,具有取代传统车的潜力,有很强的研究价值。论文依托校企合作项目“PHEV动力系统仿真计算及优化”作为课题研究背景。以企业内某款燃油SUV为原型,将其改制成三电机插电式混合动力汽车,并以产品化的控制策略功能为目标,设计整车能量管理控制策略。在保证动力性基础上,使其综合燃油消耗最优,达到企业的设计要求。主要的研究内容包括:（1）基于企业给定的动力系统框架,设计P1+P3+P4的PHEV动力系统,并根据项目要求确定性能指标,最后完成关键动力部件的参数匹配和选型工作。（2）针对PHEV动力系统结构特点,研究控制策略的制定原则和PHEV并联、串联等主要运行模式的特点。通过对动力部件的静态特性Map图及效率曲线进行...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混合动力汽车混合度分布
21.2PHEV发展现状1.2.1混合动力汽车分类混合动力汽车根据油电混合程度划分为：微混合动力、中度混合动力、全混合动力和插电式混合动力[15]。为了更好地体现油电的混合程度，引入混合度（DegreeofHybridization，简称DOH）的概念，如式1-1：1ICEMOTICEMOTPPDOHPP=+（1-1）式中，PICE为发动机的额定功率；PMOT为电机的额定功率。图1-1表示了混合动力汽车混合度的概念，当横坐标为正值时，表示发动机额定功率大于电机额定功率，同理为负值时，表示电机功率大于发动机功率。当DOH小于0.1代表微混合动力，当DOH大于0.5表示深度混合动力。图1-1混合动力汽车混合度分布此外，也可根据电机P布置位置的不同，划分混合动力汽车的结构，一般分为P0、P1、P2、P3、P4的结构，如图1-2所示：图1-2单电机并联式混合动力系统结构分类
8年上半年销量为3.6万辆，上汽荣威eRX5和比亚迪唐销量名列前茅，其动力参数配置如表1-2。2018年1-8月期间国内新能源乘用车销量如图1-4所示，总计为50.9万辆，其中插电式混合动力所占比例为28.38%，分月来看纯电动汽车的销量有所起伏，而整体来看插电式混合动力一直保持较稳定的上升。表1-2插电式混合动力汽车动力参数配置对比图1-42018年1-8月新能源乘用车销量1.3PHEV控制策略研究现状PHEV控制的核心技术之一是能量管理策略，指使用特定的规则或算法，参考车辆运行的动态参数包括车速、负荷、电池荷电状态（SOC）等，对动力源进行转矩和功率的分配，在兼顾动力性的前提下，实现最小油耗、排放的期望。目前市场上较为主流的控制策略有：基于规则和基于优化的能量管理策略[36-40]，如图1-5所示。车辆名称最大功率kW/最大转矩Nm动力电池参数配置发动机电机1电机2电极材料能量/kWh荣威eRX5124/25030/15056/318三元锂电12比亚迪唐80151/320110/250110/250磷酸铁锂18.4
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略研究[J]. 田韶鹏,吕晨阳. 物流技术. 2018(08)
[2]免疫遗传算法的混合动力汽车多目标优化[J]. 李婕,李昊,赵新蕖. 计算机工程与应用. 2018(04)
[3]基于粒子群算法的插电式混合动力客车实时策略[J]. 王钦普,杜思宇,李亮,游思雄,杨超. 机械工程学报. 2017(04)
[4]Multi-objective parameter optimization for a single-shaft series-parallel plug-in hybrid electric bus using genetic algorithm[J]. CHEN Zheng,ZHOU LiYan,SUN Yong,MA ZiLin,HAN ZongQi. Science China（Technological Sciences）. 2016(08)
[5]上汽荣威550插电式混合动力系统的特点[J]. 冷宏祥,葛海龙,孙俊,许政,王磊,王健,罗思东,栾云飞. 科技导报. 2016(06)
[6]基于动态规划算法的并联混合动力客车控制策略优化[J]. 巴特,高印寒,王庆年,曾小华,宋大凤. 汽车工程. 2015(12)
[7]新能源当道——2015第16届上海国际汽车工业展览会[J]. 霍庆泽. 世界汽车. 2015(06)
[8]CVT插电式混合动力汽车全局优化控制策略[J]. 杨官龙,秦大同,刘永刚,林毓培. 中南大学学报(自然科学版). 2014(12)
[9]日本新能源汽车产业发展战略分析[J]. 田鑫. 日本研究. 2014(04)
[10]全球新能源汽车观察[J]. 装备制造. 2014(08)
博士论文
[1]混合动力电动汽车控制系统设计与能量管理策略研究[D]. 胡悦.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
[2]插电式混合动力汽车复合电源系统集成优化方法研究[D]. 张潇华.北京理工大学 2015
[3]促进我国新能源汽车产业发展的财税政策研究[D]. 顾瑞兰.财政部财政科学研究所 2013
硕士论文
[1]并联式混合动力汽车能量分配研究[D]. 钟博浩.长春工业大学 2017
[2]插电式混合动力汽车动力系统匹配与控制策略研究[D]. 张磊.辽宁工业大学 2017
[3]混合动力系统瞬时最优能量控制策略的研究[D]. 孔凡敏.山东大学 2016
[4]基于模型预测控制的插电式混合动力客车能量管理策略研究[D]. 张洁丽.北京理工大学 2016
[5]插电式混合动力汽车控制策略研究[D]. 张玉盼.大连理工大学 2015
[6]插电式四驱混合动力汽车的匹配与仿真建模[D]. 王维.重庆大学 2015
[7]并联式混合动力客车建模与能量管理优化策略研究[D]. 魏光璞.南京理工大学 2015
[8]插电式混合动力汽车能量管理研究[D]. 吕志梁.浙江大学 2014
[9]某城市公交动力传动系匹配优化研究[D]. 陈佼.南京理工大学 2014
[10]混合动力汽车最小等效燃油消耗控制策略研究[D]. 王东升.大连理工大学 2013
本文编号：3034688
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混合动力汽车混合度分布
21.2PHEV发展现状1.2.1混合动力汽车分类混合动力汽车根据油电混合程度划分为：微混合动力、中度混合动力、全混合动力和插电式混合动力[15]。为了更好地体现油电的混合程度，引入混合度（DegreeofHybridization，简称DOH）的概念，如式1-1：1ICEMOTICEMOTPPDOHPP=+（1-1）式中，PICE为发动机的额定功率；PMOT为电机的额定功率。图1-1表示了混合动力汽车混合度的概念，当横坐标为正值时，表示发动机额定功率大于电机额定功率，同理为负值时，表示电机功率大于发动机功率。当DOH小于0.1代表微混合动力，当DOH大于0.5表示深度混合动力。图1-1混合动力汽车混合度分布此外，也可根据电机P布置位置的不同，划分混合动力汽车的结构，一般分为P0、P1、P2、P3、P4的结构，如图1-2所示：图1-2单电机并联式混合动力系统结构分类
8年上半年销量为3.6万辆，上汽荣威eRX5和比亚迪唐销量名列前茅，其动力参数配置如表1-2。2018年1-8月期间国内新能源乘用车销量如图1-4所示，总计为50.9万辆，其中插电式混合动力所占比例为28.38%，分月来看纯电动汽车的销量有所起伏，而整体来看插电式混合动力一直保持较稳定的上升。表1-2插电式混合动力汽车动力参数配置对比图1-42018年1-8月新能源乘用车销量1.3PHEV控制策略研究现状PHEV控制的核心技术之一是能量管理策略，指使用特定的规则或算法，参考车辆运行的动态参数包括车速、负荷、电池荷电状态（SOC）等，对动力源进行转矩和功率的分配，在兼顾动力性的前提下，实现最小油耗、排放的期望。目前市场上较为主流的控制策略有：基于规则和基于优化的能量管理策略[36-40]，如图1-5所示。车辆名称最大功率kW/最大转矩Nm动力电池参数配置发动机电机1电机2电极材料能量/kWh荣威eRX5124/25030/15056/318三元锂电12比亚迪唐80151/320110/250110/250磷酸铁锂18.4
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略研究[J]. 田韶鹏,吕晨阳. 物流技术. 2018(08)
[2]免疫遗传算法的混合动力汽车多目标优化[J]. 李婕,李昊,赵新蕖. 计算机工程与应用. 2018(04)
[3]基于粒子群算法的插电式混合动力客车实时策略[J]. 王钦普,杜思宇,李亮,游思雄,杨超. 机械工程学报. 2017(04)
[4]Multi-objective parameter optimization for a single-shaft series-parallel plug-in hybrid electric bus using genetic algorithm[J]. CHEN Zheng,ZHOU LiYan,SUN Yong,MA ZiLin,HAN ZongQi. Science China（Technological Sciences）. 2016(08)
[5]上汽荣威550插电式混合动力系统的特点[J]. 冷宏祥,葛海龙,孙俊,许政,王磊,王健,罗思东,栾云飞. 科技导报. 2016(06)
[6]基于动态规划算法的并联混合动力客车控制策略优化[J]. 巴特,高印寒,王庆年,曾小华,宋大凤. 汽车工程. 2015(12)
[7]新能源当道——2015第16届上海国际汽车工业展览会[J]. 霍庆泽. 世界汽车. 2015(06)
[8]CVT插电式混合动力汽车全局优化控制策略[J]. 杨官龙,秦大同,刘永刚,林毓培. 中南大学学报(自然科学版). 2014(12)
[9]日本新能源汽车产业发展战略分析[J]. 田鑫. 日本研究. 2014(04)
[10]全球新能源汽车观察[J]. 装备制造. 2014(08)
博士论文
[1]混合动力电动汽车控制系统设计与能量管理策略研究[D]. 胡悦.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
[2]插电式混合动力汽车复合电源系统集成优化方法研究[D]. 张潇华.北京理工大学 2015
[3]促进我国新能源汽车产业发展的财税政策研究[D]. 顾瑞兰.财政部财政科学研究所 2013
硕士论文
[1]并联式混合动力汽车能量分配研究[D]. 钟博浩.长春工业大学 2017
[2]插电式混合动力汽车动力系统匹配与控制策略研究[D]. 张磊.辽宁工业大学 2017
[3]混合动力系统瞬时最优能量控制策略的研究[D]. 孔凡敏.山东大学 2016
[4]基于模型预测控制的插电式混合动力客车能量管理策略研究[D]. 张洁丽.北京理工大学 2016
[5]插电式混合动力汽车控制策略研究[D]. 张玉盼.大连理工大学 2015
[6]插电式四驱混合动力汽车的匹配与仿真建模[D]. 王维.重庆大学 2015
[7]并联式混合动力客车建模与能量管理优化策略研究[D]. 魏光璞.南京理工大学 2015
[8]插电式混合动力汽车能量管理研究[D]. 吕志梁.浙江大学 2014
[9]某城市公交动力传动系匹配优化研究[D]. 陈佼.南京理工大学 2014
[10]混合动力汽车最小等效燃油消耗控制策略研究[D]. 王东升.大连理工大学 2013
本文编号：3034688
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