融合交通信息与自适应控制的插电式混合动力汽车能量管理策略研究
发布时间：2023-10-19 18:44
作为现代汽车发展的重要方向之一,插电式混合动力汽车(PHEV)能够兼顾纯电动汽车及传统燃油车的优点,具有燃油经济性高、尾气排放低及续航里程长等特点。PHEV能量管理将直接影响汽车动力、燃油经济以及排放等性能。随着全球定位系统、地理信息系统及智能交通系统等技术的快速发展,在设计PHEV能量管理算法时充分考虑道路交通信息,可进一步提升其燃油经济性。为优化PHEV的节能效果,更好解决能量管理算法的环境适应性问题,本文以一款装备机械式自动变速器的并联式PHEV为研究对象,进行融合交通信息与自适应控制的能量管理策略研究,主要研究与创新如下:(1)对比各类PHEV动力传动系统的构型及优缺点,分析确定了论文所采用的混合动力系统的基本结构及工作原理;按照PHEV的动力性要求计算其理论需求功率;通过对国内某城市出租车数据的统计与分析,获取实际工况下动力需求功率分布;结合实际工况需求功率分布对PHEV动力传动系统关键部件进行参数匹配;在此基础上,建立了PHEV动力系统模型,根据所建模型对PHEV的动力性进行仿真实验,验证所匹配参数的合理性。(2)应用模拟退火优化K均值聚类算法,将实验车采集的路况数据和标准...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 PHEV能量管理研究现状
1.2.1 PHEV最优控制的影响因素研究现状
1.2.2 全局交通信息生成技术研究现状
1.2.3 PHEV能量管理策略研究现状
1.2.4 PHEV能量管理实验验证方案开发研究现状
1.3 PHEV能量管理策略存在的问题
1.4 本文主要研究内容
2 PHEV系统参数匹配与建模仿真
2.1 引言
2.2 PHEV构型特点分析
2.3 工况分析与PHEV参数匹配
2.3.1 实际工况的需求功率分析
2.3.2 PHEV动力系统参数匹配
2.4 PHEV动力传动系统建模与仿真
2.4.1 动力传动系统的建模
2.4.2 PHEV性能的仿真分析
2.5 本章小结
3 行驶工况对PHEV能量管理最优控制的影响研究
3.1 引言
3.2 行驶工况基本特性与PHEV能量管理策略
3.2.1 行驶工况类型
3.2.2 行驶距离
3.2.3 PHEV基本控制策略
3.3 应用动态规划求解
3.3.1 动态规划参数的设定
3.3.2 动态规划算法问题构建
3.3.3 动态规划能量管理求解
3.3.4 最优控制决策的获取
3.4 行驶工况对PHEV能量管理最优控制影响分析
3.4.1 行驶工况对发动机启动功率影响分析
3.4.2 行驶工况对PHEV换挡规律影响
3.4.3 行驶工况对发动机转矩分配影响研究
3.5 本章小结
4 行驶工况预期全局交通信息生成技术研究
4.1 引言
4.2 全局交通流车速信息生成
4.2.1 交通数据获取
4.2.2 交通流平均车速信息计算方法
4.2.3 基于VISSIM全局交通流平均车速信息生成
4.3 全局交通信息数据补偿算法研究
4.3.1 基于K最近邻法缺失数据补偿算法
4.3.2 数据补偿算法性能评价
4.4 融合小波变换与平滑滤波的全局交通信息生成
4.5 本章小结
5 基于能量平衡原理的自适应能量管理策略研究
5.1 引言
5.2 等效燃油消耗最小策略研究
5.2.1 庞特里亚金极小值原理
5.2.2 等效燃油消耗最小策略
5.3 自适应等效燃油消耗最小能量管理策略
5.3.1 基于能量平衡的A-ECMS基本原理
5.3.2 基于全局交通信息的边界等效因子的确定
5.3.3 基于实时能量流变化的概率因子的在线计算
5.4 基于能量平衡原理的A-ECMS有效性验证
5.4.1 不同的驾驶循环中能量管理策略性能分析
5.4.2 考虑动力电池衰退的能量策略的适应性
5.4.3 在不同准确度的全局信息下所提算法的性能分析
5.5 本章小结
6 PHEV能量管理策略硬件在环实验研究
6.1 引言
6.2 HIL实验平台开发总体设计
6.2.1 设计要求
6.2.2 总体方案设计
6.2.3 硬件系统设计
6.2.4 HIL实验系统集成
6.3 虚拟交通环境开发
6.3.1 虚拟交通环境技术研究
6.3.2 虚拟道路场景设计
6.3.3 虚拟交通场景设计
6.3.4 虚拟交通环境验证
6.4 融合交通信息与自适应控制的PHEV能量管理策略实验研究
6.4.1 实验流程
6.4.2 预期全局交通信息生成技术验证
6.4.3 实验结果分析
6.5 本章小结
7 全文总结
7.1 论文主要研究工作及结论
7.2 论文主要创新点及后续研究工作的展望
7.2.1 论文的主要创新点
7.2.2 继续研究的方向
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3855192
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 PHEV能量管理研究现状
1.2.1 PHEV最优控制的影响因素研究现状
1.2.2 全局交通信息生成技术研究现状
1.2.3 PHEV能量管理策略研究现状
1.2.4 PHEV能量管理实验验证方案开发研究现状
1.3 PHEV能量管理策略存在的问题
1.4 本文主要研究内容
2 PHEV系统参数匹配与建模仿真
2.1 引言
2.2 PHEV构型特点分析
2.3 工况分析与PHEV参数匹配
2.3.1 实际工况的需求功率分析
2.3.2 PHEV动力系统参数匹配
2.4 PHEV动力传动系统建模与仿真
2.4.1 动力传动系统的建模
2.4.2 PHEV性能的仿真分析
2.5 本章小结
3 行驶工况对PHEV能量管理最优控制的影响研究
3.1 引言
3.2 行驶工况基本特性与PHEV能量管理策略
3.2.1 行驶工况类型
3.2.2 行驶距离
3.2.3 PHEV基本控制策略
3.3 应用动态规划求解
3.3.1 动态规划参数的设定
3.3.2 动态规划算法问题构建
3.3.3 动态规划能量管理求解
3.3.4 最优控制决策的获取
3.4 行驶工况对PHEV能量管理最优控制影响分析
3.4.1 行驶工况对发动机启动功率影响分析
3.4.2 行驶工况对PHEV换挡规律影响
3.4.3 行驶工况对发动机转矩分配影响研究
3.5 本章小结
4 行驶工况预期全局交通信息生成技术研究
4.1 引言
4.2 全局交通流车速信息生成
4.2.1 交通数据获取
4.2.2 交通流平均车速信息计算方法
4.2.3 基于VISSIM全局交通流平均车速信息生成
4.3 全局交通信息数据补偿算法研究
4.3.1 基于K最近邻法缺失数据补偿算法
4.3.2 数据补偿算法性能评价
4.4 融合小波变换与平滑滤波的全局交通信息生成
4.5 本章小结
5 基于能量平衡原理的自适应能量管理策略研究
5.1 引言
5.2 等效燃油消耗最小策略研究
5.2.1 庞特里亚金极小值原理
5.2.2 等效燃油消耗最小策略
5.3 自适应等效燃油消耗最小能量管理策略
5.3.1 基于能量平衡的A-ECMS基本原理
5.3.2 基于全局交通信息的边界等效因子的确定
5.3.3 基于实时能量流变化的概率因子的在线计算
5.4 基于能量平衡原理的A-ECMS有效性验证
5.4.1 不同的驾驶循环中能量管理策略性能分析
5.4.2 考虑动力电池衰退的能量策略的适应性
5.4.3 在不同准确度的全局信息下所提算法的性能分析
5.5 本章小结
6 PHEV能量管理策略硬件在环实验研究
6.1 引言
6.2 HIL实验平台开发总体设计
6.2.1 设计要求
6.2.2 总体方案设计
6.2.3 硬件系统设计
6.2.4 HIL实验系统集成
6.3 虚拟交通环境开发
6.3.1 虚拟交通环境技术研究
6.3.2 虚拟道路场景设计
6.3.3 虚拟交通场景设计
6.3.4 虚拟交通环境验证
6.4 融合交通信息与自适应控制的PHEV能量管理策略实验研究
6.4.1 实验流程
6.4.2 预期全局交通信息生成技术验证
6.4.3 实验结果分析
6.5 本章小结
7 全文总结
7.1 论文主要研究工作及结论
7.2 论文主要创新点及后续研究工作的展望
7.2.1 论文的主要创新点
7.2.2 继续研究的方向
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参加的科研项目
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3855192
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