基于遗传算法的混合动力公交车能量管理策略研究
发布时间：2021-04-27 10:12
混合动力汽车相比传统的单发动机汽车优势在于它具有两个动力输出机构,两个动力输出机构的相互配合可以适应更多的运行工况,达到更好的经济性与动力性。而如何进行两个动力输出机构之间的转矩分配是混合动力汽车能量管理策略最核心的问题,本文的研究内容从一款插电混合动力公交车开始,该公交车搭载了一款WP7240型柴油机,以整车的油耗最低为目标展开探究。首先,在AVL Cruise软件中完成了整车的模型搭建,作为全文控制策略的执行目标。建立了基于规则的控制策略对所搭建的模型进行了准确度的验证,并对混合动力汽车的工作模式进行了区分。然后,对基于等效燃油消耗法（ECMS）的瞬时能量管理策略进行了模型搭建,在基于ECMS的整车控制策略中,综合考虑了电机与电池的效率问题,通过将电机的能量消耗等效的转化为发动机能量消耗,通过不同的扭矩值分配,使整车的油耗达到更好的水平。扭矩分配策略在MATLAB/Simulink完成搭建,利用了 Simulink中的ode4求解器,将所建立的整车的控制策略做了文件编译,以便于在AVL中的MATLAB模块中调用,完成整车的联合仿真。最后,针对ECMS策略中油电等效因子并非某一参数的...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 PHEV驱动系统结构分类
1.2.1 串联式混合动力汽车
1.2.2 并联式混合动力汽车
1.2.3 混联式混合动力汽车
1.3 PHEV能量管理策略
1.3.1 基于规则的能量管理策略
1.3.2 基于瞬时优化的能量管理策略
1.3.3 基于全局优化的能量管理策略
1.3.4 智能控制策略
1.4 本文主要研究内容
第二章 混合动力公交车整车建模
2.1 汽车动力学模型分析
2.2 发动机模型的建立
2.3 电机模型的建立
2.4 电池模型的建立
2.5 整车模型验证
2.6 本章小结
第三章 基于ECMS策略的瞬时优化管理策略
3.1 ECMS策略简介
3.1.1 油电等效因子的确定
3.1.2 整车动力系统的限制条件
3.2 基于ECMS瞬时优化策略的实现
3.2.1 混合动力汽车运行模式的划分
3.2.2 不同模式下的扭矩分配计算
3.3 联合仿真结果展示
3.4 本章小结
第四章 公交车工况的构建与换档机制优化
4.1 公交车工况的构建
4.1.1 数据的采集
4.1.2 数据分析
4.2 基于马尔可夫链的工况构建
4.2.1 状态空间的划分
4.2.2 速度转移矩阵的建立
4.2.3 工况预测结果及分析
4.3 换档机制的优化
4.3.1 公交车需求扭矩分析
4.3.2 基于整车效率的换档机制策略分析
4.4 本章小结
第五章 基于GA的优化控制策略
5.1 遗传算法理论介绍
5.2 遗传算法的求解过程
5.2.1 优化参数的选择与编码
5.2.2 种群初始化
5.2.3 适应度函数的选择
5.2.4 遗传算子
5.3 遗传算法的优化结果对比
5.3.1 仿真过程车速与NEDC工况车速对比
5.3.2 仿真过程SOC下降曲线对比
5.3.3 仿真过程电机效率对比
5.3.4 仿真过程档位变化对比
5.3.5 仿真过程燃油消耗率对比
5.4 本章小结
第六章 工作总结与后期展望
6.1 全文的总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]大连市乘用车典型行驶工况的构建[J]. 曹骞,李君,曲大为. 上海交通大学学报. 2018(11)
[2]典型汽车运行工况的状态转移特征分析[J]. 张曼,施树明. 吉林大学学报(工学版). 2018(04)
[3]汽车车速信号采集与传输的方法[J]. 雷伟昌. 电子世界. 2017(12)
[4]基于马尔可夫链的汽车行驶工况预测[J]. 曹磊,陈长文,孙强. 内燃机与动力装置. 2017(03)
[5]串联型混合动力电动汽车发动机控制系统探讨[J]. 徐侥幸. 科技展望. 2016(14)
[6]基于遗传算法的轻度混合动力汽车动力传动系参数优化[J]. 杜子学,查雷. 汽车工程学报. 2013(06)
[7]基尔霍夫电压定律在电路分析中的应用[J]. 李文静,安工厂. 电子科技. 2013(07)
[8]中国新能源汽车发展现状与对策研究[J]. 孙丽玮. 中国科技信息. 2012(07)
[9]插电式并联混合动力汽车动力传动系统与控制参数匹配设计[J]. 舒红,彭大,袁月会,袁景敏,李建鹏,徐知恩. 汽车工程学报. 2012(02)
[10]ISG型中度混合动力AMT汽车换挡综合控制[J]. 叶心,秦大同,胡明辉,杜波,彭志远. 汽车工程. 2011(09)
博士论文
[1]低碳交通背景下中国新能源汽车的市场扩散研究[D]. 严筱.中国地质大学 2016
[2]基于瞬时优化的混合动力汽车控制策略研究[D]. 朱庆林.吉林大学 2009
[3]并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 吴剑.山东大学 2008
硕士论文
[1]基于地理特征的汽车行驶工况预测研究[D]. 曹磊.山东大学 2018
[2]并联式混合动力汽车能量分配研究[D]. 钟博浩.长春工业大学 2017
[3]插电式混合动力汽车自适应等效油耗能量管理策略研究[D]. 张树彬.吉林大学 2017
[4]插电式气电混合动力城市客车动力匹配及能量管理策略研究[D]. 韩奎超.山东大学 2017
[5]插电式双模混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 朱永奇.合肥工业大学 2017
[6]车辆自动变速器换挡控制策略研究[D]. 王丽凤.重庆理工大学 2016
[7]并联混合动力汽车模糊控制策略的设计[D]. 陈安雄.武汉理工大学 2014
[8]并联式混合动力电动汽车能量管理系统智能控制策略研究[D]. 陈可亮.湖南大学 2011
[9]发动机非稳态实时动力学模型的改进[D]. 刘海彬.吉林大学 2006
本文编号：3163279
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 PHEV驱动系统结构分类
1.2.1 串联式混合动力汽车
1.2.2 并联式混合动力汽车
1.2.3 混联式混合动力汽车
1.3 PHEV能量管理策略
1.3.1 基于规则的能量管理策略
1.3.2 基于瞬时优化的能量管理策略
1.3.3 基于全局优化的能量管理策略
1.3.4 智能控制策略
1.4 本文主要研究内容
第二章 混合动力公交车整车建模
2.1 汽车动力学模型分析
2.2 发动机模型的建立
2.3 电机模型的建立
2.4 电池模型的建立
2.5 整车模型验证
2.6 本章小结
第三章 基于ECMS策略的瞬时优化管理策略
3.1 ECMS策略简介
3.1.1 油电等效因子的确定
3.1.2 整车动力系统的限制条件
3.2 基于ECMS瞬时优化策略的实现
3.2.1 混合动力汽车运行模式的划分
3.2.2 不同模式下的扭矩分配计算
3.3 联合仿真结果展示
3.4 本章小结
第四章 公交车工况的构建与换档机制优化
4.1 公交车工况的构建
4.1.1 数据的采集
4.1.2 数据分析
4.2 基于马尔可夫链的工况构建
4.2.1 状态空间的划分
4.2.2 速度转移矩阵的建立
4.2.3 工况预测结果及分析
4.3 换档机制的优化
4.3.1 公交车需求扭矩分析
4.3.2 基于整车效率的换档机制策略分析
4.4 本章小结
第五章 基于GA的优化控制策略
5.1 遗传算法理论介绍
5.2 遗传算法的求解过程
5.2.1 优化参数的选择与编码
5.2.2 种群初始化
5.2.3 适应度函数的选择
5.2.4 遗传算子
5.3 遗传算法的优化结果对比
5.3.1 仿真过程车速与NEDC工况车速对比
5.3.2 仿真过程SOC下降曲线对比
5.3.3 仿真过程电机效率对比
5.3.4 仿真过程档位变化对比
5.3.5 仿真过程燃油消耗率对比
5.4 本章小结
第六章 工作总结与后期展望
6.1 全文的总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]大连市乘用车典型行驶工况的构建[J]. 曹骞,李君,曲大为. 上海交通大学学报. 2018(11)
[2]典型汽车运行工况的状态转移特征分析[J]. 张曼,施树明. 吉林大学学报(工学版). 2018(04)
[3]汽车车速信号采集与传输的方法[J]. 雷伟昌. 电子世界. 2017(12)
[4]基于马尔可夫链的汽车行驶工况预测[J]. 曹磊,陈长文,孙强. 内燃机与动力装置. 2017(03)
[5]串联型混合动力电动汽车发动机控制系统探讨[J]. 徐侥幸. 科技展望. 2016(14)
[6]基于遗传算法的轻度混合动力汽车动力传动系参数优化[J]. 杜子学,查雷. 汽车工程学报. 2013(06)
[7]基尔霍夫电压定律在电路分析中的应用[J]. 李文静,安工厂. 电子科技. 2013(07)
[8]中国新能源汽车发展现状与对策研究[J]. 孙丽玮. 中国科技信息. 2012(07)
[9]插电式并联混合动力汽车动力传动系统与控制参数匹配设计[J]. 舒红,彭大,袁月会,袁景敏,李建鹏,徐知恩. 汽车工程学报. 2012(02)
[10]ISG型中度混合动力AMT汽车换挡综合控制[J]. 叶心,秦大同,胡明辉,杜波,彭志远. 汽车工程. 2011(09)
博士论文
[1]低碳交通背景下中国新能源汽车的市场扩散研究[D]. 严筱.中国地质大学 2016
[2]基于瞬时优化的混合动力汽车控制策略研究[D]. 朱庆林.吉林大学 2009
[3]并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 吴剑.山东大学 2008
硕士论文
[1]基于地理特征的汽车行驶工况预测研究[D]. 曹磊.山东大学 2018
[2]并联式混合动力汽车能量分配研究[D]. 钟博浩.长春工业大学 2017
[3]插电式混合动力汽车自适应等效油耗能量管理策略研究[D]. 张树彬.吉林大学 2017
[4]插电式气电混合动力城市客车动力匹配及能量管理策略研究[D]. 韩奎超.山东大学 2017
[5]插电式双模混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 朱永奇.合肥工业大学 2017
[6]车辆自动变速器换挡控制策略研究[D]. 王丽凤.重庆理工大学 2016
[7]并联混合动力汽车模糊控制策略的设计[D]. 陈安雄.武汉理工大学 2014
[8]并联式混合动力电动汽车能量管理系统智能控制策略研究[D]. 陈可亮.湖南大学 2011
[9]发动机非稳态实时动力学模型的改进[D]. 刘海彬.吉林大学 2006
本文编号：3163279
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3163279.html
