基于工况和驾驶风格识别的PHEV动态能量管理策略研究
发布时间：2022-10-20 15:08
与传统燃油车不同,插电式混合动力汽车（PHEV）可以利用发动机和电机共同驱动车辆,兼顾纯电动汽车和传统燃油汽车的优点。针对混合动力系统,合理的动力部件参数和能量管理策略对整车综合经济性将产生很重要的影响。本文以某插电式混合动力汽车为研究对象,将行驶工况、驾驶风格、参数优化和基于规则的能量管理策略结合,提出基于工况和驾驶风格识别的PHEV动态能量管理策略。具体研究内容如下:（1）本文的研究对象是一款插电式混合动力汽车,其混合动力系统采用单排行星轮加双电机结构。根据相关理论知识,本文完成了发动机、电机、电池以及传动比等参数的计算匹配;基于Matlab/Simulink平台建立整车前向仿真模型,依据相关逻辑门限值制定了基于规则的能量管理策略,并进行仿真验证。仿真结果表明,动力性和经济性表现均满足设计指标的要求。（2）对24种典型循环工况进行解析,通过主成分分析、聚类分析等一系列操作,构建了4种标准工况和1个综合循环工况;并在行驶工况研究工作的基础上,将驾驶员的驾驶风格分为激进型、标准型和冷静型三类。综合考虑行驶工况和驾驶风格的影响,采用模型在环的方式构建能量管理策略参数优化模型,建立了工况和...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 混合动力汽车的分类
1.2.1 串联式混合动力汽车
1.2.2 并联式混合动力汽车
1.2.3 混联式混合动力汽车
1.3 混合动力汽车能量管理策略国内外发展现状
1.3.1 基于规则的能量管理策略
1.3.2 基于优化方法的能量管理策略
1.4 工况和驾驶风格国内外研究现状
1.4.1 车辆行驶工况国内外研究现状
1.4.2 驾驶风格国内外研究现状
1.5 本课题来源与主要研究内容
第二章 混合动力汽车动力系统参数匹配及建模
2.1 引言
2.2 动力系统结构及参数匹配
2.2.1 动力系统结构及设计指标
2.2.2 整车总功率匹配
2.2.3 发动机参数匹配
2.2.4 电机参数匹配
2.2.5 电池参数匹配
2.2.6 传动比参数计算
2.3 混合动力系统主要零部件建模
2.3.1 整车动力学建模
2.3.2 发动机建模
2.3.3 电机建模
2.3.4 电池建模
2.3.5 驾驶员模型
2.4 整车动力系统仿真分析
2.4.1 动力性仿真
2.4.2 经济性性仿真
2.5 本章小结
第三章 标准工况数据库的构建
3.1 引言
3.2 典型工况选取
3.3 工况解析
3.3.1 运动学片段的划分
3.3.2 特征参数选择
3.3.3 主成分分析
3.3.4 特征参数降维
3.4 典型工况聚类分析
3.4.1 层次聚类
3.4.2 K-means聚类
3.4.3 标准工况构建
3.5 本章小结
第四章 基于遗传算法的能量管理策略参数优化
4.1 引言
4.2 基于规则的能量管理策略研究
4.2.1 策略设计原则
4.2.2 基于规则的能量管理策略
4.2.3 基于NEDC工况的规则能量管理策略仿真
4.3 遗传算法简介
4.3.1 遗传算法的基本原理
4.3.2 遗传算法的基本操作
4.3.3 遗传算法的基本步骤
4.4 优化参数库的构建
4.4.1 优化目标
4.4.2 优化参数
4.4.3 约束条件
4.4.4 优化过程
4.4.5 优化结果
4.5 本章小结
第五章 基于工况和驾驶风格识别的能量管理策略研究
5.1 引言
5.2 基于工况识别的能量管理策略
5.2.1 行驶工况识别方法
5.2.2 BP神经网络的基本原理
5.2.3 基于BP神经网络的工况识别
5.2.4 基于工况识别的能量管理策略仿真分析
5.3 基于工况和驾驶风格识别的能量管理策略
5.3.1 模糊控制的基本概念
5.3.2 基于模糊控制的驾驶风格识别方法
5.3.3 基于不同驾驶风格的参数优化
5.3.4 基于工况和驾驶风格识别的动态能量管理策略仿真分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群优化支持向量机算法的行驶工况识别及应用[J]. 石琴,仇多洋,吴冰,李一鸣,刘炳姣. 中国机械工程. 2018(15)
[2]一种基于改进遗传算法的唯相波束形成方法[J]. 刘豪,赵璐璐,梁广,余金培. 电子设计工程. 2018(05)
[3]基于K-均值聚类分析的城市道路汽车行驶工况构建方法研究[J]. 彭育辉,杨辉宝,李孟良,乔学齐. 汽车技术. 2017(11)
[4]基于聚类分析法的公交车行驶工况构建研究[J]. 李加强,王洪荣,周建文,马媛媛,徐磊,何超. 汽车工程学报. 2017(06)
[5]基于工况影响的插电式混合动力汽车控制策略优化[J]. 高建平,张磊敏,孙中博,郗建国. 中国机械工程. 2017(15)
[6]并联混动商用车控制策略及整车性能仿真研究[J]. 穆加彩,张振东,周哲,朱敏杰,董旭峰,饶洪宇. 软件导刊. 2017(07)
[7]混合动力电动汽车发展状况分析及前景研究[J]. 邱先文. 小型内燃机与车辆技术. 2017(03)
[8]插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述[J]. 王钦普,游思雄,李亮,杨超. 机械工程学报. 2017(16)
[9]插电式混合动力汽车能量管理策略研究现状和发展趋势[J]. 苏岭,曾育平,秦大同. 重庆大学学报. 2017(02)
[10]基于多循环工况的混合动力汽车参数优化研究[J]. 詹森,秦大同,曾育平. 汽车工程. 2016(08)
博士论文
[1]基于工况与驾驶风格识别的混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 詹森.重庆大学 2016
[2]ISG混合动力汽车能量优化管理策略研究[D]. 吴迪.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]基于工况预测及离线最优轨迹的PHEV在线能量管理策略研究[D]. 李开放.合肥工业大学 2018
[2]基于工况识别的混合动力汽车控制策略研究[D]. 陈玉成.山东大学 2017
[3]CVT插电式混合动力系统驱动模式切换过程的平顺性研究[D]. 罗松.重庆大学 2017
[4]基于工况识别的起停系统多模式控制策略研究[D]. 钟庆云.华南理工大学 2016
[5]纯电动汽车能耗预测与续驶里程估算[D]. 郑宁安.大连理工大学 2016
[6]纯电动汽车剩余续驶里程估算研究[D]. 谢明维.江苏大学 2016
[7]哈尔滨市出租汽车出行特征及典型工况的构建[D]. 陈汉.哈尔滨理工大学 2016
[8]基于工况历史数据的HEV行驶工况识别方法[D]. 胡晓炜.大连理工大学 2015
[9]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
本文编号：3694766
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 混合动力汽车的分类
1.2.1 串联式混合动力汽车
1.2.2 并联式混合动力汽车
1.2.3 混联式混合动力汽车
1.3 混合动力汽车能量管理策略国内外发展现状
1.3.1 基于规则的能量管理策略
1.3.2 基于优化方法的能量管理策略
1.4 工况和驾驶风格国内外研究现状
1.4.1 车辆行驶工况国内外研究现状
1.4.2 驾驶风格国内外研究现状
1.5 本课题来源与主要研究内容
第二章 混合动力汽车动力系统参数匹配及建模
2.1 引言
2.2 动力系统结构及参数匹配
2.2.1 动力系统结构及设计指标
2.2.2 整车总功率匹配
2.2.3 发动机参数匹配
2.2.4 电机参数匹配
2.2.5 电池参数匹配
2.2.6 传动比参数计算
2.3 混合动力系统主要零部件建模
2.3.1 整车动力学建模
2.3.2 发动机建模
2.3.3 电机建模
2.3.4 电池建模
2.3.5 驾驶员模型
2.4 整车动力系统仿真分析
2.4.1 动力性仿真
2.4.2 经济性性仿真
2.5 本章小结
第三章 标准工况数据库的构建
3.1 引言
3.2 典型工况选取
3.3 工况解析
3.3.1 运动学片段的划分
3.3.2 特征参数选择
3.3.3 主成分分析
3.3.4 特征参数降维
3.4 典型工况聚类分析
3.4.1 层次聚类
3.4.2 K-means聚类
3.4.3 标准工况构建
3.5 本章小结
第四章 基于遗传算法的能量管理策略参数优化
4.1 引言
4.2 基于规则的能量管理策略研究
4.2.1 策略设计原则
4.2.2 基于规则的能量管理策略
4.2.3 基于NEDC工况的规则能量管理策略仿真
4.3 遗传算法简介
4.3.1 遗传算法的基本原理
4.3.2 遗传算法的基本操作
4.3.3 遗传算法的基本步骤
4.4 优化参数库的构建
4.4.1 优化目标
4.4.2 优化参数
4.4.3 约束条件
4.4.4 优化过程
4.4.5 优化结果
4.5 本章小结
第五章 基于工况和驾驶风格识别的能量管理策略研究
5.1 引言
5.2 基于工况识别的能量管理策略
5.2.1 行驶工况识别方法
5.2.2 BP神经网络的基本原理
5.2.3 基于BP神经网络的工况识别
5.2.4 基于工况识别的能量管理策略仿真分析
5.3 基于工况和驾驶风格识别的能量管理策略
5.3.1 模糊控制的基本概念
5.3.2 基于模糊控制的驾驶风格识别方法
5.3.3 基于不同驾驶风格的参数优化
5.3.4 基于工况和驾驶风格识别的动态能量管理策略仿真分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群优化支持向量机算法的行驶工况识别及应用[J]. 石琴,仇多洋,吴冰,李一鸣,刘炳姣. 中国机械工程. 2018(15)
[2]一种基于改进遗传算法的唯相波束形成方法[J]. 刘豪,赵璐璐,梁广,余金培. 电子设计工程. 2018(05)
[3]基于K-均值聚类分析的城市道路汽车行驶工况构建方法研究[J]. 彭育辉,杨辉宝,李孟良,乔学齐. 汽车技术. 2017(11)
[4]基于聚类分析法的公交车行驶工况构建研究[J]. 李加强,王洪荣,周建文,马媛媛,徐磊,何超. 汽车工程学报. 2017(06)
[5]基于工况影响的插电式混合动力汽车控制策略优化[J]. 高建平,张磊敏,孙中博,郗建国. 中国机械工程. 2017(15)
[6]并联混动商用车控制策略及整车性能仿真研究[J]. 穆加彩,张振东,周哲,朱敏杰,董旭峰,饶洪宇. 软件导刊. 2017(07)
[7]混合动力电动汽车发展状况分析及前景研究[J]. 邱先文. 小型内燃机与车辆技术. 2017(03)
[8]插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述[J]. 王钦普,游思雄,李亮,杨超. 机械工程学报. 2017(16)
[9]插电式混合动力汽车能量管理策略研究现状和发展趋势[J]. 苏岭,曾育平,秦大同. 重庆大学学报. 2017(02)
[10]基于多循环工况的混合动力汽车参数优化研究[J]. 詹森,秦大同,曾育平. 汽车工程. 2016(08)
博士论文
[1]基于工况与驾驶风格识别的混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 詹森.重庆大学 2016
[2]ISG混合动力汽车能量优化管理策略研究[D]. 吴迪.合肥工业大学 2013
硕士论文
[1]基于工况预测及离线最优轨迹的PHEV在线能量管理策略研究[D]. 李开放.合肥工业大学 2018
[2]基于工况识别的混合动力汽车控制策略研究[D]. 陈玉成.山东大学 2017
[3]CVT插电式混合动力系统驱动模式切换过程的平顺性研究[D]. 罗松.重庆大学 2017
[4]基于工况识别的起停系统多模式控制策略研究[D]. 钟庆云.华南理工大学 2016
[5]纯电动汽车能耗预测与续驶里程估算[D]. 郑宁安.大连理工大学 2016
[6]纯电动汽车剩余续驶里程估算研究[D]. 谢明维.江苏大学 2016
[7]哈尔滨市出租汽车出行特征及典型工况的构建[D]. 陈汉.哈尔滨理工大学 2016
[8]基于工况历史数据的HEV行驶工况识别方法[D]. 胡晓炜.大连理工大学 2015
[9]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
本文编号：3694766
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