本文關(guān)鍵詞：基于多參數(shù)優(yōu)化的等效燃油消耗最小的混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究

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【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,作為主要能源之一的化石燃料給社會(huì)帶來(lái)的諸多問(wèn)題也逐日凸顯。以消耗化石燃料為主的汽車,也就成為了技術(shù)變革的先行者。傳統(tǒng)汽車以柴油或汽油為燃料,其燃油的利用率較低,且其排出的污染性氣體也比較嚴(yán)重,而電能的使用帶來(lái)了第二次工業(yè)革命,純電動(dòng)汽車也曾風(fēng)靡全球,但由于過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里,電池技術(shù)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破,從而使得電動(dòng)車的價(jià)格居高不下,制約了純電動(dòng)汽車的發(fā)展。結(jié)合上面列舉的諸多的問(wèn)題,混合動(dòng)力汽車應(yīng)運(yùn)而生,混合動(dòng)力汽車主要是利用電池的能量均衡控制作用,使發(fā)動(dòng)機(jī)能工作在最優(yōu)效率區(qū),提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的的燃油效率,同時(shí),利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供整車的需求功率,這樣,電池不用進(jìn)行頻繁的充放電。本文針對(duì)實(shí)現(xiàn)這一控制過(guò)程,以此獲得更好的燃油效率和排放性能,提出了基于多參數(shù)的等效燃油消耗最小的能量管理策略。本文分析總結(jié)了混合動(dòng)力汽車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并分析串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式結(jié)構(gòu),以及各種結(jié)構(gòu)下混合動(dòng)力汽車所選擇的能量控制策略。為了實(shí)現(xiàn)多模式復(fù)雜工況下的能量控制,本文選用混聯(lián)式混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)。以系統(tǒng)理論為依據(jù),建立了混合動(dòng)力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論模型,包括關(guān)鍵部件模型和整車的控制模型。基于等效燃油消耗最小的策略,將電池的能量消耗等效為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗,得到實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗,并采用線性加權(quán)的方法將發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗和排放性指標(biāo)構(gòu)建為多參數(shù)的綜合評(píng)價(jià)模型,從而達(dá)到綜合的燃油和排放性能的最優(yōu)化。在Matlab/simulink平臺(tái)上進(jìn)行仿真分析,根據(jù)所制定的控制策略,在滿足整車的功率需求的同時(shí),控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電池的功率輸出,以達(dá)到優(yōu)化燃油消耗和排放綜合性能的目標(biāo)。結(jié)果顯示所建立的模型基本正確,燃油消耗對(duì)比傳統(tǒng)汽車有較大提升,排放性能對(duì)比傳統(tǒng)ECMS控制策略汽車,有明顯的提升。本文研究的內(nèi)容對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力 等效燃油消耗最小 控制策略 Matlab
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題的研究背景和研究意義10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理控制研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 基于規(guī)則控制技術(shù)的能量管理控制策略13-16
• 1.3.2 基于解析法最優(yōu)控制技術(shù)的能量管理控制策略16
• 1.3.3 基于數(shù)值化全局最優(yōu)的能量管理控制策略16-17
• 1.3.4 基于瞬時(shí)優(yōu)化控制技術(shù)的能量管理控制策略17-18
• 1.4 課題來(lái)源和主要研究?jī)?nèi)容18-22
• 1.4.1 課題來(lái)源18
• 1.4.2 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4.3 本文的技術(shù)路線19-22
• 第二章 混合動(dòng)力系統(tǒng)整車性能評(píng)價(jià)建模22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)22-25
• 2.2.1 混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)類型22
• 2.2.2 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)22
• 2.2.3 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)22
• 2.2.4 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2.5 三種結(jié)構(gòu)的綜合分析23-25
• 2.3 關(guān)鍵部件建模25-34
• 2.3.1 整車動(dòng)力學(xué)模型25-26
• 2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模型26-29
• 2.3.3 電動(dòng)機(jī)數(shù)值模型29-30
• 2.3.4 發(fā)電機(jī)數(shù)值模型30-31
• 2.3.5 電池?cái)?shù)值模型31-33
• 2.3.6 離合器和主減速器數(shù)值模型33-34
• 2.4 整車仿真系統(tǒng)建模解析34-38
• 2.4.1 駕駛員PID控制模型34-35
• 2.4.2 前向控制模塊35
• 2.4.3 整車的工作模式35-38
• 2.4.4 制動(dòng)能量回收38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第三章 多參數(shù)優(yōu)化的ECMS能量管理控制算法研究40-54
• 3.1 引言40
• 3.2 PMP極小值原理40-45
• 3.2.1 最優(yōu)控制理論40-41
• 3.2.2 變分法和最優(yōu)控制41-43
• 3.2.3 極小值原理43-45
• 3.3 ECMS控制算法45-51
• 3.3.1 混聯(lián)式混合動(dòng)力等效燃油最小控制策略46-49
• 3.3.2 等效因子值的確定49-51
• 3.4 多參數(shù)多權(quán)重優(yōu)化模型51-53
• 3.4.1 多參數(shù)優(yōu)化的引入51
• 3.4.2 多參數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)歸一化處理51-52
• 3.4.3 綜合性能評(píng)價(jià)模型的建立52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 多參數(shù)優(yōu)化ECMS能量管理控制仿真分析54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 實(shí)際城市道路行駛工況選擇54-55
• 4.3 整車基本參數(shù)55-56
• 4.4 燃油經(jīng)濟(jì)性與排放性仿真結(jié)果分析56-60
• 4.4.1 整車仿真的模型圖56
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析56-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 全文總結(jié)與展望62-64
• 5.1 研究?jī)?nèi)容和結(jié)論62-63
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)63
• 5.3 后續(xù)研究工作展望63-64
• 致謝64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果70
• A.攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄70
• B.攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的專利目錄70
• C.攻讀碩士學(xué)位參與的項(xiàng)目目錄70

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本文編號(hào)：872001