基于成本分析的PHEV参数匹配及其控制策略研究

发布时间：2017-07-08 06:34

  本文关键词：基于成本分析的PHEV参数匹配及其控制策略研究

  更多相关文章： 插电式混合动力汽车 动力总成 参数匹配 控制策略 动态规划 模糊逻辑

【摘要】：近年来,随着汽车保有量的不断增加,能源危机和环境问题日益突出,插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,简称PHEV)作为一种新型的节能环保车型应运而生。与传统车相比,PHEV主要增加了电池、电机等动力部件,随之而来的制造成本也在很大程度上限制了其发展进程。另一方面,如何充分利用廉价的电能更好的发挥出PHEV的节能效果,降低其使用成本也成为影响其市场化的关键因素。而参数匹配和控制策略作为PHEV整车开发的两项关键技术,与动力部件的制造成本和整车使用成本密切相关。为了充分发挥PHEV的节能潜力,扩大其市场化影响力,本文基于PHEV制造成本和使用成本进行分析,对整车参数匹配方案和控制策略展开研究。首先,本文以单轴并联构型的PHEV为研究对象,确定了考虑动力部件制造成本、质量函数和整车使用成本的动力总成优化设计方法,并针对不同纯电动续驶里程设计要求的PHEV动力总成参数匹配方案进行了研究。然后,基于Simulink软件搭建了PHEV整车仿真模型,利用动态规划全局优化算法对能量管理控制参数的一般变化规律进行了分析。为了保证所开发整车控制算法的实时性和有效性,并进一步优化整车使用成本,本文还结合上述控制参数的变化规律和发动机、电机等控制参数开发出考虑未来行驶距离的PHEV模糊逻辑控制策略。最后,将PHEV整车Cruise模型和控制策略Simulink模型进行联合仿真,验证了参数匹配和控制策略是否满足设计要求,并针对“电量消耗-电量维持”控制策略、模糊控制策略和动态规划算法三种控制方案的仿真结果进行了对比分析。本文所开发的基于成本分析的PHEV参数匹配及控制策略方案对于改善PHEV的节能效果,降低整车成本,具有很好的优化效果。
【关键词】：插电式混合动力汽车 动力总成 参数匹配 控制策略 动态规划 模糊逻辑
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-14
• 1.1.1 插电式混合动力汽车概述11-14
• 1.1.2 论文研究意义14
• 1.2 研究现状14-18
• 1.2.1 基于成本分析的PHEV参数匹配15-16
• 1.2.2 PHEV能量管理控制策略16-18
• 1.3 本文研究的主要内容18-19
• 第2章 PHEV动力总成优化匹配设计19-39
• 2.1 动力总成优化设计初始条件19-22
• 2.2 PHEV优化设计方法22-35
• 2.2.1 动力总成系统部件选型22-23
• 2.2.1.1 发动机选型22
• 2.2.1.2 电动机选型22-23
• 2.2.1.3 动力电池选型23
• 2.2.2 动力部件参数分析23-26
• 2.2.2.1 电动机最小峰值功率确定23-24
• 2.2.2.2 发动机最大输出功率和电动机峰值功率确定24-25
• 2.2.2.3 动力电池性能参数确定25-26
• 2.2.3 动力总成制造成本分析26-28
• 2.2.3.1 发动机制造成本分析27
• 2.2.3.2 电机及其控制器制造成本分析27-28
• 2.2.3.3 动力电池制造成本分析28
• 2.2.4 动力总成质量函数分析28-29
• 2.2.5 动力总成优化设计匹配方案29-30
• 2.2.6 PHEV控制策略的选择30-31
• 2.2.7 整车基本性能仿真分析31-35
• 2.2.7.1 整车动力性能分析31-32
• 2.2.7.2 经济性及使用成本分析32-35
• 2.3 PHEV成本优化分析35-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第3章 基于DP优化算法的控制参数优化39-59
• 3.1 DP算法概述39-41
• 3.2 PHEV的DP优化算法开发41-55
• 3.2.1 模型简化41-47
• 3.2.1.1 发动机模型41-42
• 3.2.1.2 电机模型42-43
• 3.2.1.3 电池模型43-46
• 3.2.1.4 变速器模型46
• 3.2.1.5 离合器模型46-47
• 3.2.1.6 车辆纵向动力学模型47
• 3.2.1.7 整车模型47
• 3.2.2 目标函数建立与求解47-52
• 3.2.2.1 控制变量与状态变量49
• 3.2.2.2 状态转移方程49-50
• 3.2.2.3 目标函数50
• 3.2.2.4 约束条件50-51
• 3.2.2.5 动态规划计算求解51-52
• 3.2.3 DP优化结果分析52-55
• 3.3 理论SOC参考轨迹55-56
• 3.4 本章小结56-59
• 第4章 PHEV模糊逻辑控制策略研究59-75
• 4.1 模糊逻辑控制理论59-64
• 4.1.1 模糊逻辑基础59-63
• 4.1.1.1 模糊集合及隶属度函数59-61
• 4.1.1.2 模糊关系及合成61
• 4.1.1.3 模糊蕴含及推理61-62
• 4.1.1.4 逆模糊化62-63
• 4.1.2 模糊控制系统结构63-64
• 4.2 PHEV模糊逻辑控制策略设计64-72
• 4.2.1 模糊逻辑控制器结构设计64-66
• 4.2.2 输入输出量模糊化66-68
• 4.2.3 模糊规则设计68-70
• 4.2.4 模糊推理机70
• 4.2.5 逆模糊化70-72
• 4.3 PHEV模糊控制系统模型72-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第5章 PHEV能量管理系统仿真分析75-87
• 5.1 仿真循环工况75-76
• 5.2 定行程燃油经济性分析76-82
• 5.3 变行程燃油经济性分析82-83
• 5.4 AER设计要求选择性验证83-84
• 5.5 本章小结84-87
• 第6章 全文总结与展望87-89
• 6.1 全文总结87-88
• 6.2 研究展望88-89
• 参考文献89-95
• 作者简介及研究成果95-96
• 致谢96

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本文编号：533400