并联混合动力汽车预测能量管理策略研究

发布时间：2020-12-17 20:27

　　在环境污染和能源匮乏的背景下,混合动力汽车由于（Hybrid Electric Vehicle,HEV）节能减排且技术相对成熟的优点,因此近年来在全球汽车行业中发展迅速。能量管理策略在满足混合动力汽车行驶需求功率的前提下,通过对动力源功率或转矩进行优化分配,以降低整车的燃油消耗,是提升HEV燃油经济性的核心技术。其中并联HEV的能量管理问题涉及对挡位的优化控制,需要同时兼顾燃油经济性和驾驶舒适性,对控制策略的计算要求较高,算法的设计难度增加。为此,针对并联HEV开发高效、实时优化性强的控制策略至关重要。本文以并联HEV为研究对象,通过将等效燃油消耗最小策略（Equivalent consumption minimum strategy,ECMS）应用到模型预测控制（Model predictive control,MPC）框架中,并融合车速预测信息,从而形成一种高效且适应性强的MPC能量管理策略,实现对并联HEV转矩和挡位的同时优化分配控制。具体研究工作如下:首先,针对并联HEV系统的各部件进行建模,采用拟合试验数据的方法分别构建发动机与电机的连续函数模型,基于内阻模型构建电池等效电路... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于规则的控制策略
        1.2.2 基于瞬时优化的控制策略
        1.2.3 基于全局优化的控制策略
        1.2.4 基于MPC的能量管理策略
    1.3 课题主要研究内容及论文结构
2 并联混合动力汽车的建模
    2.1 发动机模型
    2.2 电机模型
    2.3 电池模型
    2.4 传动系统模型
    2.5 车辆纵向动力学模型
    2.6 本章小结
3 基于BP神经网络的车速预测模型
    3.1 BP神经网络的基本原理
        3.1.1 BP神经网络结构
        3.1.2 BP神经网络训练流程
    3.2 车速预测模型的构建
        3.2.1 车速预测模型的参数选择
        3.2.2 车速预测模型的训练
        3.2.3 车速预测模型的验证
        3.2.4 车速预测模型的参数确定
        3.2.5 车速预测模型的应用
    3.3 本章小结
4 基于等效燃油消耗最小的模型预测能量管理策略研究
    4.1 基于DP的能量管理策略
        4.1.1 DP算法的原理
        4.1.2 DP在混合动力汽车控制策略中的应用
    4.2 基于MPC的能量管理策略
        4.2.1 MPC算法的原理
        4.2.2 MPC在混合动力汽车控制策略中的应用
    4.3 DP在MPC能量管理策略中的应用
    4.4 ECMS在MPC能量管理策略中的应用
        4.4.1 优化问题及目标函数的确定
        4.4.2 挡位选择与转矩分配的解析方法
        4.4.3 等效因子的自适应规律
    4.5 仿真结果及有效性验证
        4.5.1 在标准工况下的优化结果
        4.5.2 在预测工况下的优化结果
    4.6 ECMS-MPC控制策略的参数敏感性分析
        4.6.1 EF的敏感性分析
        4.6.2 换挡系数的敏感性分析
        4.6.3 自适应规律的敏感性分析
    4.7 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]从零起步到智能网联:新中国70年汽车产业政策回顾与展望[J]. 刘文强,栾群,王星.  经济纵横. 2019(10)
[2]混合动力汽车模型预测能量管理研究现状与展望[J]. 张风奇,胡晓松,许康辉,唐小林,崔亚辉.  机械工程学报. 2019(10)
[3]智能网联环境下的混合动力汽车分层能量管理[J]. 钱立军,邱利宏,司远,王金波.  汽车工程. 2017(06)
[4]插电式混合动力汽车能量管理策略研究现状和发展趋势[J]. 苏岭,曾育平,秦大同.  重庆大学学报. 2017(02)
[5]基于V2X的混合动力汽车分层能量管理及优化[J]. 钱立军,邱利宏,林如宁,辛付龙.  农业工程学报. 2016(19)
[6]基于模型预测控制的混合动力汽车能量管理策略研究综述[J]. 崔高健,钟博浩.  时代汽车. 2016(08)
[7]基于道路坡度信息的插电式混合动力汽车能量管理策略[J]. 刘永刚,卢立来,解庆波,秦大同,雷贞贞.  工程科学学报. 2016(07)
[8]基于动态规划不同优化目标的HEV转矩分配策略对比研究[J]. 杜常清,甘雯雯,张佩.  计算机应用研究. 2017(05)
[9]插电式混合动力汽车控制策略的研究现状及发展趋势[J]. 庄伟超,丁洋,邱立琦,王良模,邹小俊,郭福祥.  机械设计与制造工程. 2016(06)
[10]基于马尔可夫链的混合动力汽车行驶工况预测研究[J]. 张昕,王松涛,张欣,田毅.  汽车工程. 2014(10)

博士论文
[1]车联网环境下并联混合动力客车控制策略优化研究[D]. 张风奇.北京理工大学 2016
[2]混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究[D]. 李卫民.上海交通大学 2008

硕士论文
[1]基于ECMS的混合动力汽车能量控制策略研究[D]. 刘文川.东北林业大学 2019
[2]基于模型预测的混联式混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 石小峰.重庆大学 2018
[3]基于模型预测控制的HEV能量管理策略的研究[D]. 孙延秋.大连理工大学 2017
[4]基于模型预测控制的插电式混合动力客车能量管理策略研究[D]. 张洁丽.北京理工大学 2016
[5]基于动态规划的Plug-in混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 王慧璇.山东大学 2012



本文编号：2922654