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《合肥工业大学》 2011年
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插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究

张冰战  
【摘要】:能源短缺和环境污染是当今世界面临的两大难题,插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,PHEV)是电动汽车发展过程中出现的一种低油耗、低排放且不受续驶里程限制,兼具纯电动汽车和传统燃油汽车优点的新型汽车。由于其在经济和环境等方面的综合优势,发展PHEV被认为是当前解决这两大难题的有效途径。混合动力汽车的能量管理策略是混合动力汽车控制系统的核心,基于特定的能量管理策略,根据不同的行驶工况,采用不同的动力系统工作模式,获得传统汽车所不能达到的优化控制目标。 本论文以并联插电式混合动力样车为研究对象,研究动力系统参数匹配、整车建模仿真及能量管理策略的设计。采用数学解析和仿真模型相结合的方法,对PHEV的能量管理策略进行了深入的研究。论文所取得的主要研究成果有: 根据设计指标,对动力系统进行了参数匹配和总体布置,确定了整车的基本工作模式,制定了整车控制系统的CAN通讯协议。基于动力系统的工作原理,在理论分析的基础上,利用实验建模为主、理论建模为辅,采用从关键部件到总体集成的方法,在MATLAB/Simulink环境中建立了PHEV整车动力学模型、发动机模型、电机模型、电池模型和驾驶员模型的前向仿真模型,并通过试验结果验证,为整车控制策略的设计提供了必要的仿真平台。 在此仿真平台上,针对PHEV具有电量消耗(Charge Depleting, CD)和电量保持(Charge Sustaining, CS)两个工作阶段的特点,设计了电量消耗阶段采用电机辅助控制策略和电量保持阶段采用发动机优化工作曲线控制策略相结合的多层次逻辑门限值控制策略。电量消耗阶段,在简化车辆数学模型,分析电功率损耗特性的基础上,从特定工况出发,应用解析法,通过理论分析计算,构建优化参数表格,在特定里程下对发动机开关门限值和电机输出机械功率进行优化,得到一组最佳的参数组合,并通过仿真进行了验证。在电量保持阶段,同时考虑到油耗和排放多个目标,采用非占优排序多目标遗传算法对逻辑门限参数值进行离线优化。该方法可以得到一组全局最优的Pareto折衷解,设计人员根据对油耗和排放的关注程度,可以确定一组更优的控制策略参数。在此基础上,拓展到不同行驶里程,设计了以车辆需求功率、电池SOC和行驶工况距离作为输入,电机提供转矩作为输出的PHEV模糊转矩控制策略,并通过遗传算法训练来获得控制规则。仿真结果表明,与采用基于规则的控制策略相比,模糊逻辑控制策略具有很强的鲁棒性,针对不同的行驶工况都能合理分配电池存储的能量,取得较好的燃油经济性。 最后利用dSPACE搭建硬件在环仿真平台,验证所提出控制策略的有效性,并对样车进行实车道路试验,试验结果表明样车性能指标能达到预期要求。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U469.72

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨亚娟;考虑再生制动的混合动力轿车能量管理策略及多能源集成控制研究[D];合肥工业大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 史秀琴;;基于RBF神经网络的建设项目的投资风险评价模型[J];安徽建筑;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 李倩;王斌刚;;浅谈ABS在汽车中的应用[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
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10 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
7 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
8 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
9 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
10 张永林;车辆道路数值模拟与仿真研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余熠;基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
4 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘灵芝;;ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年02期
2 曹明柱;冯能莲;夏传超;何彩青;吴加伟;;电动汽车的建模与仿真[J];安徽农业大学学报;2006年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田毅;电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究[D];北京交通大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陆瑶;基于LEAP模型的物流行业碳减排潜力研究[D];北京交通大学;2011年
2 王飞;混合动力汽车永磁同步电机控制策略的研究与实现[D];吉林大学;2011年
3 杨名;PHEV混合动力汽车动力系统匹配[D];吉林大学;2011年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 田军辉;纯电动客车整车控制器硬件在环测试系统开发及驱动控制策略研究[D];吉林大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【相似文献】
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1 夏阳,王耀南,徐华,陈华,张健;基于模糊控制的并联混合动力车的能量管理策略[J];交通与计算机;2004年06期
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5 郑燕萍;何海波;蒋元广;徐晓美;;一种并联混合动力汽车能量效率估算的方法[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
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7 何海波;郑燕萍;;电动汽车动力系统关键技术发展状况[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
8 张云;张承慧;;ADVISOR仿真软件及其在电动汽车仿真中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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1 李卫民;混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究[D];上海交通大学;2008年
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3 顾杰;增程式电动汽车能量管理策略研究[D];合肥工业大学;2013年
4 张冰战;插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D];合肥工业大学;2011年
5 彭志远;单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究[D];重庆大学;2012年
6 王玮;液压混合动力车辆能量管理策略研究[D];吉林大学;2011年
7 叶晓;并联混合动力汽车控制策略研究[D];清华大学;2013年
8 何海;混合动力汽车控制系统设计与仿真[D];华中科技大学;2005年
9 吴剑;并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D];山东大学;2008年
10 舒红;并联型混合动力汽车能量管理策略研究[D];重庆大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王旭峰;燃料电池混合动力机车建模及能量管理策略研究[D];西南交通大学;2012年
2 潘正;基于路况预测的混合动力公交车能量管理策略[D];浙江大学;2013年
3 张琴;燃料电池汽车动力系统能量管理策略研究[D];武汉理工大学;2013年
4 陶欣;并联混合动力汽车能量管理策略研究[D];河南科技大学;2012年
5 连凤霞;基于路况信息的混合动力汽车全局优化能量管理策略[D];山东大学;2013年
6 樊娟娟;基于预测控制的并联式混合动力汽车能量管理策略研究[D];山东大学;2012年
7 张岩;面向混合动力汽车能量管理策略的汽车运行工况多尺度预测方法[D];吉林大学;2013年
8 步刚;Plug-In混合动力汽车能量管理策略研究[D];山东大学;2011年
9 吴湛;基于能量利用率的典型混合动力电动汽车运行性能研究[D];华南理工大学;2012年
10 蒲斌;基于优化算法的ISG速度耦合混合动力汽车能量管理策略研究[D];重庆大学;2013年
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