插电式混合动力公交能量管理与优化控制研究

发布时间：2023-03-10 21:25

　　插电式混合动力电动公交(Plug-in Hybrid Electric Bus,PHEB)续航距离长且综合能耗较低,具有广阔的发展前景。混合动力系统的能量经济性在很大程度上取决于其控制策略的优劣。对于插电式同轴串并联混合动力公交这种混联构型而言,其传动轴上各动力源的转速存在耦合,故整车能量管理策略可转化为转矩分配的优化控制问题。本文以同轴混联式构型的PHEB为研究对象,结合系统构型的特点,研究不同动力源能量最优分配问题。首先,阐述了动力总成的工作机理和实车采集的参数,建立了车辆各部件的准静态数学模型,分析了插电式同轴混联构型工作模式和系统优势,进而搭建了面向实车应用的前向仿真模型,完成整车控制前向仿真架构,并基于逻辑门限和流程图制定了规则式(Rule-Based,RB)能量管理的核心控制策略。基于Simulink代码生成技术开发了规则式能量管理策略的嵌入式代码,并进行实车试验。其次,本文进行了预测控制在能量管理策略开发中的可行性验证。对复杂的同轴串并联混合动力系统模型进行近似处理,通过曲面和曲线拟合建立面向控制的连续系统模型。将混合动力系统能量管理的非线性预测控制(Nonlinear ...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 混合动力客车研究概述
        1.2.1 国内外混合动力客车的发展现状
        1.2.2 插电式混合动力系统的构型介绍
    1.3 混动能量管理策略的研究综述
        1.3.1 能量管理策略的研究现状
        1.3.2 车辆能量管理的未来趋势
    1.4 本文研究内容
2 PHEB整车模型搭建
    2.1 动力系统构型介绍及特性分析
    2.2 动力系统的准静态模型搭建
        2.2.1 驾驶员模型
        2.2.2 发动机模型
        2.2.3 电机模型
        2.2.4 电池模型
        2.2.5 纵向动力学模型
    2.3 本章小结
3 规则式能量管理策略
    3.1 工作模式分析
    3.2 整车控制架构
    3.3 规则式能量管理控制策略仿真
    3.4 规则式能量管理策略结果分析
    3.5 嵌入式代码生成
    3.6 实车数据采集试验
    3.7 本章小结
4 基于预测控制的PHEB能量管理优化初探
    4.1 面向控制的连续模型
    4.2 NMPC离散近似求解方案
    4.3 仿真结果分析
    4.4 本章小结
5 基于非线性离散模型的NMPC多目标能量管理策略
    5.1 转矩预测割线法
    5.2 NMPC非线性离散状态空间模型
        5.2.1 约束
        5.2.2 参考SOC轨迹
        5.2.3 目标函数
        5.2.4 NMPC框图
    5.3 NMPC的非线性规划数值求解
    5.4 NMPC能量管理策略结果分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3758590