低温条件下Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略研究
本文关键词:低温条件下Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略研究
更多相关文章: Plug-in柴电混合动力汽车 能量管理策略 选择性催化还原催化器 庞特里亚金极小值原理
【摘要】:随着环境污染的加剧,能源危机突显,为寻求汽车燃油消耗与排放之间最优的成本效益平衡,汽车行业面临着巨大的挑战。插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,PHEV)依靠较高的电池储能和外接充电装置可以有效地减少整车燃油消耗,降低整车有害气体的排放,已成为国家实现车辆节能减排的重要技术手段之一。作为插电式混合动力汽车的关键技术之一,整车能量管理策略优化分配发动机和电机之间的功率或转矩,从而实现油耗与排放的综合优化控制。在寒冷环境下,环境温度不仅影响电池寿命和充放电能力,而且也严重影响着柴油机后处理系统转化效率,即选择性催化还原催化器(selective catalytic reduction,SCR)对氮氧化物的吸收与转化。因此考虑温度对整车性能的影响,研究低温环境下Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制具有重要的意义。本文以某Plug-in柴电混合动力汽车为研究对象,考虑低温因素以降低整车油耗和NOx排放量为研究目标,设计与研究了Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略,本文主要研究内容如下:(1)通过台架试验数据和数值计算方法,在Matlab/Simulink软件下搭建了Plug-in柴电混合动力汽车动力系统主要部件模型,包括发动机模型、电机模型、电池模型、SCR动力学模型、模糊控制驾驶员模型以及整车动力学模型,以此为整车能量管理策略的设计与验证提供了仿真平台。(2)根据PHEV的工作模式,即电量消耗(Charge Depletion,CD)和电量保持模式(Charge Sustaining,CS),建立了基于规则的逻辑门限值控制策略,制定了各个模式之间的转换规则,并通过仿真验证了所建立的CD-CS规则控制策略的正确性。(3)依据庞特里亚金极小值原理(Pontryagin’s minimum principle,PMP),建立电池荷电状态(state of charge,SOC)、电池温度和SCR催化器温度三状态变量的最短时间优化控制策略和以降低油耗与NOx排放量为优化目标的包含发动机优化起停的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略。针对建立的优化控制策略进行仿真分析,其结果表明,在低温条件下基于最短时间与最少燃料优化方法的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略可以有效地降低油耗与排放。(4)基于dSPACE实时仿真系统建立了Plug-in柴电混合动力系统台架快速控制原型试验,并利用Control Desk建立可视化的监控界面,实现了在试验过程中数据的测试与控制,完成了Plug-in柴电混合动力传动系统的纯电机驱动、联合驱动和行车充电等试验。试验结果表明,所建立的整车能量管理策略是行之有效的。
【关键词】:Plug-in柴电混合动力汽车 能量管理策略 选择性催化还原催化器 庞特里亚金极小值原理
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U469.7
【目录】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 绪论10-20
- 1.1 前言10-12
- 1.1.1 日趋严格的排放法规10-11
- 1.1.2 新能源汽车分类及特点11-12
- 1.2 插电式混合动力汽车技术12-15
- 1.3 插电式混合动力汽车能量管理策略研究现状15-17
- 1.3.1 插电式混合动力汽车燃油经济性控制策略研究现状15-16
- 1.3.2 插电式混合动力汽车排放控制研究现状16-17
- 1.3.3 插电式混合动力汽车电池温度控制研究现状17
- 1.4 本文研究意义、来源及主要内容17-20
- 1.4.1 本文研究意义及来源17-18
- 1.4.2 本文研究的主要内容18-20
- 第二章 Plug-in柴电混合动力汽车动力系统建模20-32
- 2.1 引言20
- 2.2 整车系统结构及性能参数20-21
- 2.3 主要部件模型21-28
- 2.3.1 发动机模型21-23
- 2.3.2 电机模型23-24
- 2.3.3 电池模型24-26
- 2.3.4 选择性催化还原后处理模型26-28
- 2.4 驾驶员模型28-29
- 2.5 整车动力学模型29-30
- 2.6 本章小结30-32
- 第三章 基于规则控制策略研究32-39
- 3.1 引言32-33
- 3.2 PHEV整车逻辑门限值控制策略的设计33-36
- 3.2.1 电量消耗模式控制策略33-34
- 3.2.2 电量保持模式控制策略34-36
- 3.3 基于CD-CS规则控制策略的实现36-37
- 3.4 基于CD-CS规则控制策略的仿真与分析37-38
- 3.5 本章小结38-39
- 第四章 低温条件下Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制39-60
- 4.1 引言39
- 4.2 庞特里亚金极小值原理理论基础39-42
- 4.3 低温条件下Plug-in柴电混合动力汽车最短时间优化控制策略42-49
- 4.3.1 基于PMP的最短时间优化控制策略42-45
- 4.3.2 仿真结果与分析45-49
- 4.4 低温条件下Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略49-59
- 4.4.1 基于PMP的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略49-51
- 4.4.2 仿真结果与分析51-59
- 4.5 本章小结59-60
- 第五章 Plug-in柴电混合动力系统台架快速控制原型仿真试验60-67
- 5.1 引言60-61
- 5.2 基于dSPACE的柴电混合动力系统台架仿真试验61-66
- 5.2.1 快速控制原型(RCP)试验台结构原理61-62
- 5.2.2 试验模型搭建62
- 5.2.3 测控软件开发62-63
- 5.2.4 试验结果分析63-66
- 5.3 本章小结66-67
- 第六章 结论与展望67-69
- 6.1 论文工作总结67-68
- 6.2 工作展望68-69
- 致谢69-70
- 参考文献70-75
- 攻读学位期间取得的研究成果75
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ; 小知识:Plug-ins[J];少年电世界;2002年03期
2 朱思存;;驶向未来 接地气的上汽荣威550 Plug-in插电式混合动力车[J];中国汽车市场;2013年34期
3 宋奇康;;告别不插电 2010丰田Plug-in Hybrid普锐斯[J];家用汽车;2009年10期
4 余东满;姚达毛;谢韩;刘素梅;杨庆喜;彭玉华;;Baking Analysis of the ITER Equatorial Diagnostic Port Plug[J];Plasma Science and Technology;2009年03期
5 陈刚;武蕾;;Plug-in混合动力城市公交车方案设计与仿真[J];三明学院学报;2013年06期
6 丁红岩;张浦阳;;Estimation of Heights of Soil Plug Inside Bucket Foundations During Suction Penetration by Deformable Discrete Element Modeling[J];Transactions of Tianjin University;2007年04期
7 余东满;姚达毛;谢韩;鲍立曼;许铁军;刘素梅;;Structural Design and Force Analysis for Equatorial Diagnostic Port Plug of ITER[J];Plasma Science and Technology;2009年01期
8 肖铎;庞文尧;汪秋婷;戚伟;;Plug_in电动车能量管理控制器研究[J];电子技术应用;2012年11期
9 吴晓刚;王旭东;;Plug-in混合动力汽车辅助功率单元控制研究[J];电力电子技术;2011年12期
10 杨攀;赵又群;;Plug-in混合动力城市公交车参数匹配与仿真[J];机械科学与技术;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 ;Decentralized Valley-fill Charging Control of Large-population Plug-in Electric Vehicles[A];第24届中国控制与决策会议论文集[C];2012年
2 陈烨;吕海涛;孙凌;严文华;黄洁;张建敏;陈海燕;;国产plug封堵器在儿童细小动脉导管未闭介入治疗中的初步应用[A];2012年江浙沪儿科学术年会暨浙江省医学会儿科学分会学术年会、儿内科疾病诊治新进展国家级学习班论文汇编[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 甘肃 金兴;用Winamp也能看电影[N];电脑报;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘小飞;低温条件下Plug-in柴电混合动力汽车综合优化控制策略研究[D];重庆交通大学;2016年
2 杨攀;Plug-in混合动力汽车控制策略研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 李佳;Plug-in混合动力汽车仿真模型构建及其仿真研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 刘建飞;Plug-in柴电混合动力汽车的性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 祝毅;串联式Plug-in混合动力汽车能量管理控制策略研究[D];合肥工业大学;2010年
6 孙静霞;Plug-in HEV复合电源系统参数匹配及控制策略研究[D];山东理工大学;2011年
,本文编号:898402
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/898402.html