插电混合动力车等效油耗与电池寿命多目标能量管理策略
发布时间：2021-07-13 03:10
当前社会存在的日益严重的能源短缺和环境污染问题,正在促使新能源汽车行业快速发展以减轻由于传统燃油汽车所引起的一系列社会问题。在目前所存在的新能源汽车中,插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）是一种替代传统燃油汽车的最佳选择。PHEV装配有高成本、大容量的可以从外界电网充电的动力电池。因此,PHEV在实际的公路上行驶时,可以更多的工作在纯电动模式来达到降低燃油消耗和减少尾气排放的目的。但是,由于频繁的充放电会对电池造成不可逆转的损耗,因此会缩短电池的使用寿命,在PHEV的整车使用寿命结束之前更换动力电池会很大程度的增加PHEV的整车使用成本。所以,设计考虑电池寿命的能量管理策略对降低PHEV的使用成本有着不可忽略的重要意义。本论文以插电式通勤混合动力汽车为研究对象,研究了两种兼顾燃油消耗和电池寿命损耗多目标能量管理优化控制策略。主要的研究内容如下:设计了考虑电池寿命的基于循环神经网络的自适应等效燃油消耗最小能量管理策略（Recurrent Neural Network-Based Adaptive Equivalent Consum...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混联式插电PHEV动力系统结构图
第2章PHEV动力系统建模与能量管理问题的形成-11-能量消耗作为考虑电池寿命的插电式混合动力汽车能量管理优化问题的一个优化目标，它包括了燃油消耗和电消耗，并且这两部分能被以下公式计算而得：()5,10/36fueleeeemBSFCTT=（2-6）/eleceleclm=sPH（2-7）式中eT——发动机转矩，N·m；BSFC——制动燃油消耗率（BrakeSpecificFuelConsumption）；s——等价因子；elecP——电池的总功率；lH——燃料的低热值。2.2电池数学模型2.2.1电池的等效电路插电式混合动力汽车要求电池在驾驶员的需求功率大于发动机工作在最优工作点附件所提供的功率时来与发动机一起驱动车。而在需求功率小于发动机工作在最优工作点附近所提供的功率时，将发动机提供的多余出来的功率通过发电机来对电池进行充电。这样，由于电池的存在，使得发动机只要启动开始工作，便工作在最佳工作点附近，这样可以提高燃油效率，从而来降低有害气体的排出。这样的工作条件对电池的性能要求比较高，考虑了各种动力电池的基本性能，锂电池的能量密度和能量效率更高，因此我们选择锂电池作为研究对象。为了研究电池动态变化过程，我们将电池模型等效为如图2-2所示：图2-2电池等效电路图
燕山大学工学硕士学位论文-16-步的目标车速值，然后Simulink中的能量管理控制策略模块，根据当前GT-SUITE输出的当前车的真实状态来计算要达到目标车速并且满足燃油消耗最小的同时尽可能降低对电池的损耗所需要的各部分动力源所需提供的转矩和转速，然后将所计算的目标转矩转速给到GT-SUITE中，使得各部分动力源按照这个目标转矩和转速来运行，以此来保证PHEV的正常运行。同时GT-SUITE将当前车辆的真实状态输出到Simulink中的参数输入模块，以便能量管理控制策略的下一步计算。图2-3MATLAB/Simulink和GT-SUITE联合仿真平台界面
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑电池寿命的插电式混合动力汽车能量管理优化[J]. 曾小华,王星琦,宋大凤,杨南南,王振伟. 浙江大学学报(工学版). 2019(11)
[2]插电式混合动力汽车能量管理策略发展综述[J]. 王志勇,韩善灵,张鑫,徐海港. 科学技术与工程. 2019(12)
[3]基于动态规划的插电式混合动力汽车全局最优控制策略研究[J]. 张冰战,李开放. 汽车技术. 2018(07)
[4]基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略[J]. 秦大同,曾育平,苏岭,詹森. 机械工程学报. 2015(02)
[5]Model predictive control for adaptive cruise control with multi-objectives: comfort,fuel-economy,safety and car-following[J]. Li-hua LUO,Hong LIU,Ping LI,Hui WANG (State Key Laboratory of Industrial Control Technology,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China). Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2010(03)
博士论文
[1]考虑电池衰减特性的插电式混合动力系统能量管理策略研究[D]. 刘晓红.北京理工大学 2014
[2]基于差分进化算法的多目标优化方法研究及其应用[D]. 徐斌.华东理工大学 2013
硕士论文
[1]混合动力汽车计及电池寿命的能量管理优化控制策略研究[D]. 徐福国.燕山大学 2016
本文编号：3281216
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混联式插电PHEV动力系统结构图
第2章PHEV动力系统建模与能量管理问题的形成-11-能量消耗作为考虑电池寿命的插电式混合动力汽车能量管理优化问题的一个优化目标，它包括了燃油消耗和电消耗，并且这两部分能被以下公式计算而得：()5,10/36fueleeeemBSFCTT=（2-6）/eleceleclm=sPH（2-7）式中eT——发动机转矩，N·m；BSFC——制动燃油消耗率（BrakeSpecificFuelConsumption）；s——等价因子；elecP——电池的总功率；lH——燃料的低热值。2.2电池数学模型2.2.1电池的等效电路插电式混合动力汽车要求电池在驾驶员的需求功率大于发动机工作在最优工作点附件所提供的功率时来与发动机一起驱动车。而在需求功率小于发动机工作在最优工作点附近所提供的功率时，将发动机提供的多余出来的功率通过发电机来对电池进行充电。这样，由于电池的存在，使得发动机只要启动开始工作，便工作在最佳工作点附近，这样可以提高燃油效率，从而来降低有害气体的排出。这样的工作条件对电池的性能要求比较高，考虑了各种动力电池的基本性能，锂电池的能量密度和能量效率更高，因此我们选择锂电池作为研究对象。为了研究电池动态变化过程，我们将电池模型等效为如图2-2所示：图2-2电池等效电路图
燕山大学工学硕士学位论文-16-步的目标车速值，然后Simulink中的能量管理控制策略模块，根据当前GT-SUITE输出的当前车的真实状态来计算要达到目标车速并且满足燃油消耗最小的同时尽可能降低对电池的损耗所需要的各部分动力源所需提供的转矩和转速，然后将所计算的目标转矩转速给到GT-SUITE中，使得各部分动力源按照这个目标转矩和转速来运行，以此来保证PHEV的正常运行。同时GT-SUITE将当前车辆的真实状态输出到Simulink中的参数输入模块，以便能量管理控制策略的下一步计算。图2-3MATLAB/Simulink和GT-SUITE联合仿真平台界面
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑电池寿命的插电式混合动力汽车能量管理优化[J]. 曾小华,王星琦,宋大凤,杨南南,王振伟. 浙江大学学报(工学版). 2019(11)
[2]插电式混合动力汽车能量管理策略发展综述[J]. 王志勇,韩善灵,张鑫,徐海港. 科学技术与工程. 2019(12)
[3]基于动态规划的插电式混合动力汽车全局最优控制策略研究[J]. 张冰战,李开放. 汽车技术. 2018(07)
[4]基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略[J]. 秦大同,曾育平,苏岭,詹森. 机械工程学报. 2015(02)
[5]Model predictive control for adaptive cruise control with multi-objectives: comfort,fuel-economy,safety and car-following[J]. Li-hua LUO,Hong LIU,Ping LI,Hui WANG (State Key Laboratory of Industrial Control Technology,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China). Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2010(03)
博士论文
[1]考虑电池衰减特性的插电式混合动力系统能量管理策略研究[D]. 刘晓红.北京理工大学 2014
[2]基于差分进化算法的多目标优化方法研究及其应用[D]. 徐斌.华东理工大学 2013
硕士论文
[1]混合动力汽车计及电池寿命的能量管理优化控制策略研究[D]. 徐福国.燕山大学 2016
本文编号：3281216
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3281216.html
