基于多目标权衡优化的多模式混合动力系统控制策略研究
发布时间：2024-06-02 22:41
在石油短缺及环境污染严重的今天,由于混合动力汽车(HEV)继承了纯电动汽车(EV)和传统燃油汽车(ICE)的优点,解决了纯电动汽车续驶里程焦虑问题,并且降低了整车的排放,因此混合动力汽车成为了新能源汽车重要发展方向。为了确保经济性的前提下提高整车平顺性,本文提出了基于多目标权衡优化的控制策略。本文的主要工作为:(1)分析了多模式混合动力汽车的结构以及驱动模式,接着参考长安的某款车型,根据整车基本参数以及性能指标,对该混合动力汽车的关键部件进行参数匹配与数值建模,在Matlab/simulink仿真平台上建立整车仿真模型,为验证下文的控制策略提供了基础。(2)制定了基于等效燃油消耗最小(ECMS)的能量管理策略,首先以等效燃油消耗的成本为目标函数,在各驱动模式下通过寻优的方式求得不同的需求转矩和需求转速下目标函数最小时的转矩分配及成本;然后将不同驱动模式的等效燃油消耗成本MAP图整合在一起,通过平面投影的方式划分出各个工作模式的工作区域。最后将基于ECMS的控制策略和基于规则的控制策略进行仿真对比,结果表明采用基于ECMS的控制策略能提高经济性。(3)根据不同模式切换过程的特点,将模式切...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 混合动力汽车国内外发展现状
1.3 混合动力汽车研究现状
1.3.1 混合动力系统能量管理研究现状
1.3.2 混合动力汽车动态协调研究现状
1.3.3 混合动力汽车多目标优化研究现状
1.4 课题研究意义
1.5 本文的主要研究内容
第二章 多模式混合动力汽车关键部件参数匹配与数值建模
2.1 多模式混合动力系统的结构和驱动模式
2.1.1 多模式混合动力系统结构
2.1.2 多模式混合动力系统的驱动模式分析
2.2 混合动力汽车关键部件的参数匹配和建模
2.2.1 发动机的参数匹配和建模
2.2.2 电机参数匹配及数值建模
2.2.3 动力电池参数匹配及建模
2.2.4 湿式离合器的数值建模
2.2.5 单排行星齿轮机构数值建模
2.2.6 车辆动力学模型
2.2.7 整车模型
2.3 本章小结
第三章 基于ECMS的多模式混合动力汽车能量管理
3.1 基于ECMS的能量管理策略
3.1.1 ECMS目标函数的构建
3.1.2 转矩的优化过程
3.2 多模式混合动力系统不同驱动模式转矩优化分析
3.2.1 纯电动模式转矩优化
3.2.2 发动机单独驱动模式的转矩优化
3.2.3 混合驱动a模式的转矩优化
3.2.4 混合驱动b模式的转矩分配
3.2.5 行车充电模式的转矩优化
3.3 多模式混合动力系统驱动工况工作模式的边界划分
3.4 仿真验证
3.5 本章小结
第四章 多模式混合动力系统动态协调控制
4.1 多模式混合动力系统驱动模式切换过程分类
4.2 第一类模式切换协调控制策略
4.2.1 模型预测控制的原理
4.2.2 基于模型预测的协调控制策略
4.3 第二类模式切换协调控制策略
4.4 第三类模式切换协调控制策略
4.5 典型模式切换仿真分析
4.5.1 第一类典型模式切换仿真分析
4.5.2 第二类典型模式切换仿真分析
4.5.3 第三类典型模式切换仿真分析
4.6 硬件在环实验验证
4.6.1 D2P硬件在环实验系统总体设计
4.6.2 硬件在环实验验证
4.7 本章小结
第五章 多模式混合动力系统的多目标权衡优化
5.1 基于GA的单目标优化控制
5.1.1 基于GA的单目标优化控制
5.1.2 构建电机转矩优化系数模型
5.1.3 基于GA的单目标优化控制的仿真验证
5.2 多模式混合动力系统多目标优化模型的构建
5.3 基于Pareto的多目标权衡控制策略
5.4 多目标优化控制策略的仿真验证
5.5 上坡工况的权衡优化
5.5.1 行驶过程中的坡度预测
5.5.2 上坡工况权衡优化的仿真验证
5.6 本章小结
结论与展望
全文总结
工作展望
参考文献
致谢
个人简历
在读期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3987818
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 混合动力汽车国内外发展现状
1.3 混合动力汽车研究现状
1.3.1 混合动力系统能量管理研究现状
1.3.2 混合动力汽车动态协调研究现状
1.3.3 混合动力汽车多目标优化研究现状
1.4 课题研究意义
1.5 本文的主要研究内容
第二章 多模式混合动力汽车关键部件参数匹配与数值建模
2.1 多模式混合动力系统的结构和驱动模式
2.1.1 多模式混合动力系统结构
2.1.2 多模式混合动力系统的驱动模式分析
2.2 混合动力汽车关键部件的参数匹配和建模
2.2.1 发动机的参数匹配和建模
2.2.2 电机参数匹配及数值建模
2.2.3 动力电池参数匹配及建模
2.2.4 湿式离合器的数值建模
2.2.5 单排行星齿轮机构数值建模
2.2.6 车辆动力学模型
2.2.7 整车模型
2.3 本章小结
第三章 基于ECMS的多模式混合动力汽车能量管理
3.1 基于ECMS的能量管理策略
3.1.1 ECMS目标函数的构建
3.1.2 转矩的优化过程
3.2 多模式混合动力系统不同驱动模式转矩优化分析
3.2.1 纯电动模式转矩优化
3.2.2 发动机单独驱动模式的转矩优化
3.2.3 混合驱动a模式的转矩优化
3.2.4 混合驱动b模式的转矩分配
3.2.5 行车充电模式的转矩优化
3.3 多模式混合动力系统驱动工况工作模式的边界划分
3.4 仿真验证
3.5 本章小结
第四章 多模式混合动力系统动态协调控制
4.1 多模式混合动力系统驱动模式切换过程分类
4.2 第一类模式切换协调控制策略
4.2.1 模型预测控制的原理
4.2.2 基于模型预测的协调控制策略
4.3 第二类模式切换协调控制策略
4.4 第三类模式切换协调控制策略
4.5 典型模式切换仿真分析
4.5.1 第一类典型模式切换仿真分析
4.5.2 第二类典型模式切换仿真分析
4.5.3 第三类典型模式切换仿真分析
4.6 硬件在环实验验证
4.6.1 D2P硬件在环实验系统总体设计
4.6.2 硬件在环实验验证
4.7 本章小结
第五章 多模式混合动力系统的多目标权衡优化
5.1 基于GA的单目标优化控制
5.1.1 基于GA的单目标优化控制
5.1.2 构建电机转矩优化系数模型
5.1.3 基于GA的单目标优化控制的仿真验证
5.2 多模式混合动力系统多目标优化模型的构建
5.3 基于Pareto的多目标权衡控制策略
5.4 多目标优化控制策略的仿真验证
5.5 上坡工况的权衡优化
5.5.1 行驶过程中的坡度预测
5.5.2 上坡工况权衡优化的仿真验证
5.6 本章小结
结论与展望
全文总结
工作展望
参考文献
致谢
个人简历
在读期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3987818
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