本文關(guān)鍵詞：低溫條件下Plug-in柴電混合動力汽車綜合優(yōu)化控制策略研究

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【摘要】：隨著環(huán)境污染的加劇,能源危機(jī)突顯,為尋求汽車燃油消耗與排放之間最優(yōu)的成本效益平衡,汽車行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。插電式混合動力汽車(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,PHEV)依靠較高的電池儲能和外接充電裝置可以有效地減少整車燃油消耗,降低整車有害氣體的排放,已成為國家實(shí)現(xiàn)車輛節(jié)能減排的重要技術(shù)手段之一。作為插電式混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一,整車能量管理策略優(yōu)化分配發(fā)動機(jī)和電機(jī)之間的功率或轉(zhuǎn)矩,從而實(shí)現(xiàn)油耗與排放的綜合優(yōu)化控制。在寒冷環(huán)境下,環(huán)境溫度不僅影響電池壽命和充放電能力,而且也嚴(yán)重影響著柴油機(jī)后處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率,即選擇性催化還原催化器(selective catalytic reduction,SCR)對氮氧化物的吸收與轉(zhuǎn)化。因此考慮溫度對整車性能的影響,研究低溫環(huán)境下Plug-in柴電混合動力汽車綜合優(yōu)化控制具有重要的意義。本文以某Plug-in柴電混合動力汽車為研究對象,考慮低溫因素以降低整車油耗和NOx排放量為研究目標(biāo),設(shè)計(jì)與研究了Plug-in柴電混合動力汽車綜合優(yōu)化控制策略,本文主要研究內(nèi)容如下:(1)通過臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值計(jì)算方法,在Matlab/Simulink軟件下搭建了Plug-in柴電混合動力汽車動力系統(tǒng)主要部件模型,包括發(fā)動機(jī)模型、電機(jī)模型、電池模型、SCR動力學(xué)模型、模糊控制駕駛員模型以及整車動力學(xué)模型,以此為整車能量管理策略的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證提供了仿真平臺。(2)根據(jù)PHEV的工作模式,即電量消耗(Charge Depletion,CD)和電量保持模式(Charge Sustaining,CS),建立了基于規(guī)則的邏輯門限值控制策略,制定了各個(gè)模式之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則,并通過仿真驗(yàn)證了所建立的CD-CS規(guī)則控制策略的正確性。(3)依據(jù)龐特里亞金極小值原理(Pontryagin’s minimum principle,PMP),建立電池荷電狀態(tài)(state of charge,SOC)、電池溫度和SCR催化器溫度三狀態(tài)變量的最短時(shí)間優(yōu)化控制策略和以降低油耗與NOx排放量為優(yōu)化目標(biāo)的包含發(fā)動機(jī)優(yōu)化起停的Plug-in柴電混合動力汽車油耗與排放最優(yōu)控制策略。針對建立的優(yōu)化控制策略進(jìn)行仿真分析,其結(jié)果表明,在低溫條件下基于最短時(shí)間與最少燃料優(yōu)化方法的Plug-in柴電混合動力汽車油耗與排放最優(yōu)控制策略可以有效地降低油耗與排放。(4)基于dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)建立了Plug-in柴電混合動力系統(tǒng)臺架快速控制原型試驗(yàn),并利用Control Desk建立可視化的監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)了在試驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)的測試與控制,完成了Plug-in柴電混合動力傳動系統(tǒng)的純電機(jī)驅(qū)動、聯(lián)合驅(qū)動和行車充電等試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,所建立的整車能量管理策略是行之有效的。
【關(guān)鍵詞】：Plug-in柴電混合動力汽車 能量管理策略 選擇性催化還原催化器 龐特里亞金極小值原理
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 前言10-12
• 1.1.1 日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)10-11
• 1.1.2 新能源汽車分類及特點(diǎn)11-12
• 1.2 插電式混合動力汽車技術(shù)12-15
• 1.3 插電式混合動力汽車能量管理策略研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 插電式混合動力汽車燃油經(jīng)濟(jì)性控制策略研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 插電式混合動力汽車排放控制研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 插電式混合動力汽車電池溫度控制研究現(xiàn)狀17
• 1.4 本文研究意義、來源及主要內(nèi)容17-20
• 1.4.1 本文研究意義及來源17-18
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 Plug-in柴電混合動力汽車動力系統(tǒng)建模20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 整車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)20-21
• 2.3 主要部件模型21-28
• 2.3.1 發(fā)動機(jī)模型21-23
• 2.3.2 電機(jī)模型23-24
• 2.3.3 電池模型24-26
• 2.3.4 選擇性催化還原后處理模型26-28
• 2.4 駕駛員模型28-29
• 2.5 整車動力學(xué)模型29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第三章 基于規(guī)則控制策略研究32-39
• 3.1 引言32-33
• 3.2 PHEV整車邏輯門限值控制策略的設(shè)計(jì)33-36
• 3.2.1 電量消耗模式控制策略33-34
• 3.2.2 電量保持模式控制策略34-36
• 3.3 基于CD-CS規(guī)則控制策略的實(shí)現(xiàn)36-37
• 3.4 基于CD-CS規(guī)則控制策略的仿真與分析37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 低溫條件下Plug-in柴電混合動力汽車綜合優(yōu)化控制39-60
• 4.1 引言39
• 4.2 龐特里亞金極小值原理理論基礎(chǔ)39-42
• 4.3 低溫條件下Plug-in柴電混合動力汽車最短時(shí)間優(yōu)化控制策略42-49
• 4.3.1 基于PMP的最短時(shí)間優(yōu)化控制策略42-45
• 4.3.2 仿真結(jié)果與分析45-49
• 4.4 低溫條件下Plug-in柴電混合動力汽車油耗與排放最優(yōu)控制策略49-59
• 4.4.1 基于PMP的Plug-in柴電混合動力汽車油耗與排放最優(yōu)控制策略49-51
• 4.4.2 仿真結(jié)果與分析51-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 Plug-in柴電混合動力系統(tǒng)臺架快速控制原型仿真試驗(yàn)60-67
• 5.1 引言60-61
• 5.2 基于dSPACE的柴電混合動力系統(tǒng)臺架仿真試驗(yàn)61-66
• 5.2.1 快速控制原型(RCP)試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)原理61-62
• 5.2.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ痛罱?/span>62
• 5.2.3 測控軟件開發(fā)62-63
• 5.2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析63-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 論文工作總結(jié)67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果75

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：898402