發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 15:49

【摘要】：建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)是當(dāng)今世界的重要任務(wù),為此,汽車(chē)行業(yè)正逐漸向著電動(dòng)化的方向發(fā)展�；旌蟿�(dòng)力汽車(chē)(Hybrid Electric Vehicle,HEV)由于其高效率、低能耗、低排放的優(yōu)點(diǎn),成為行業(yè)發(fā)展的潛在趨勢(shì)。然而,混合動(dòng)力汽車(chē)中引入了新的動(dòng)力源  電機(jī),由此帶來(lái)了發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間動(dòng)力如何分配,即能量管理策略的問(wèn)題;此外,電池在充放電過(guò)程中,會(huì)伴隨一系列的副反應(yīng)發(fā)生,這樣勢(shì)必會(huì)帶來(lái)電池的老化問(wèn)題(性能衰減),既影響整車(chē)工作效率又可能增加電池更換成本。這些問(wèn)題的出現(xiàn)無(wú)論是對(duì)能量的優(yōu)化、控制以及電池老化問(wèn)題都提出了新的挑戰(zhàn)。另外,考慮到控制器在實(shí)車(chē)系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題,我們對(duì)算法的快速性也有很高的要求。針對(duì)以上問(wèn)題,本文以CVT(無(wú)級(jí)變速器)并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)為研究對(duì)象,綜合考慮整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性和電池老化兩個(gè)目標(biāo),通過(guò)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配和CVT速比,達(dá)到降低燃油消耗和電池老化的目的。為了解決多目標(biāo)有約束的非線(xiàn)性控制問(wèn)題,且提高計(jì)算效率,本文采用在模型預(yù)測(cè)控制的框架下,結(jié)合龐德里亞金極小值原理和二分法迭代得到最優(yōu)控制量的顯式解的方法來(lái)求解優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)離線(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)和硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了能量管理策略的有效性和控制器的實(shí)時(shí)性。主要工作概括如下:(1)分析了整車(chē)結(jié)構(gòu)和各部件的建模方法,并在AMESim中搭建了用于能量管理策略開(kāi)發(fā)的CVT并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的整車(chē)仿真模型,然后對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了匹配。為了驗(yàn)證整車(chē)模型的合理性和功能性,在Simulink環(huán)境下搭建了基于規(guī)則的能量管理控制器,為基于優(yōu)化的能量管理策略的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。(2)針對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)能量分配以及電池在工作過(guò)程中特性會(huì)逐漸衰減的問(wèn)題,為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性和減小電池老化的目標(biāo),建立了面向控制器設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池(包括內(nèi)阻模型和電池老化評(píng)價(jià)模型)數(shù)學(xué)模型,將能量?jī)?yōu)化問(wèn)題整理為多目標(biāo)有約束的非線(xiàn)性?xún)?yōu)化控制問(wèn)題。(3)在Matlab中搭建了能量管理策略?xún)?yōu)化控制器,主要方案是:在模型預(yù)測(cè)控制的框架下,利用極小值原理,結(jié)合二分法迭代找到最優(yōu)控制問(wèn)題的顯式解,得到預(yù)測(cè)時(shí)域內(nèi)最優(yōu)的發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及CVT傳動(dòng)比。通過(guò)AMESim與Matlab離線(xiàn)聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn),在不考慮電池老化時(shí),通過(guò)基于規(guī)則的方法和基于優(yōu)化的方法做對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了基于優(yōu)化的能量管理策略在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì);然后,在考慮電池老化時(shí),對(duì)能量管理策略在不同的標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況下進(jìn)行驗(yàn)證,且與不考慮電池老化的情況進(jìn)行對(duì)比,從而驗(yàn)證了本文所提出的考慮電池老化的能量管理策略的有效性和必要性。(4)基于dSPACE和DSP實(shí)時(shí)仿真平臺(tái),對(duì)控制器進(jìn)行了硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了能量管理策略的有效性和實(shí)時(shí)性。具體方案為:整車(chē)仿真模型部分是利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真平臺(tái),將整車(chē)仿真模型下載到dSPACE中,作為模擬整車(chē)系統(tǒng);控制器部分是通過(guò)DSP與FPGA硬件平臺(tái),將控制器生成C代碼移植到DSP中,通過(guò)AD/DA建立DSP與dSPACE之間的通信。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U469.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 彭暉;;混合動(dòng)力車(chē)輛——現(xiàn)狀與發(fā)展(英文)[J];汽車(chē)安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2015年03期

2 ;日本混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述[J];時(shí)代汽車(chē);2014年10期

3 張?jiān)?;新能源汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)展望[J];汽車(chē)工業(yè)研究;2013年02期

4 陳虹;宮洵;胡云峰;劉奇芳;高炳釗;郭洪艷;;汽車(chē)控制的研究現(xiàn)狀與展望[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2013年04期

5 江飛濤;魏曉潔;;中國(guó)汽車(chē)工業(yè)低碳競(jìng)爭(zhēng)力探討——兼論中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展中的問(wèn)題與對(duì)策[J];中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊;2012年03期

6 王兆;金約夫;鄭天雷;保翔;;中國(guó)汽車(chē)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系現(xiàn)狀、進(jìn)展及后續(xù)發(fā)展重點(diǎn)[J];節(jié)能;2011年Z2期

7 劉明輝;劉東秦;王光平;金啟前;楊興旺;;FAW-TMH~(TM)強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)[J];汽車(chē)技術(shù);2010年07期

8 何鳳有;馬秀麗;錢(qián)苗旺;李娜;;混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)核心技術(shù)分析與研究[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2009年01期

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1 孫超;混合動(dòng)力汽車(chē)預(yù)測(cè)能量管理研究[D];北京理工大學(xué);2016年

2 趙全斌;混合動(dòng)力汽車(chē)用橫向磁通雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 王俊;混合動(dòng)力AMT客車(chē)控制策略?xún)?yōu)化與動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制[D];吉林大學(xué);2015年

4 鄒乃威;無(wú)級(jí)變速混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力耦合及速比控制研究[D];吉林大學(xué);2009年

5 吳劍;并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)能量管理策略?xún)?yōu)化研究[D];山東大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：2627457