插電式氣電混合動(dòng)力城市客車(chē)動(dòng)力匹配及能量管理策略研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染等問(wèn)題的日趨加重，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)由于兼具了純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)、清潔、無(wú)續(xù)航里程限制等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是內(nèi)燃機(jī)車(chē)向純電動(dòng)汽車(chē)過(guò)渡的理想產(chǎn)品。城市客車(chē)由于運(yùn)行線(xiàn)路固定，怠速工況多，啟動(dòng)頻繁等特點(diǎn)，尤其適合應(yīng)用插電式混合動(dòng)力技術(shù)。本文以某10.5米低地板城市客車(chē)為研究對(duì)象，主要針對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配和能量管理策略設(shè)計(jì)及優(yōu)化開(kāi)展研究。
　　依據(jù)整車(chē)參數(shù)和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的動(dòng)力性要求，基于中國(guó)典型公交循

2、環(huán)的特點(diǎn)，選用無(wú)變速箱式混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型方案，并在每個(gè)潛在的運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)各部件之間的能量流動(dòng)開(kāi)展了具體的分析說(shuō)明。在此基礎(chǔ)上，對(duì)車(chē)輛功率需求進(jìn)行了預(yù)估，然后對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)各部件進(jìn)行了匹配計(jì)算。
　　在充分考慮PHEV能量管理策略設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，提出了基于蓄電池荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）和期望車(chē)速的動(dòng)態(tài)邏輯門(mén)限能量管理策略。根據(jù)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)分為驅(qū)動(dòng)模式和制動(dòng)模式，驅(qū)動(dòng)模式下根據(jù)電池電量分為純電驅(qū)動(dòng)、電量消耗階段和

3、電量保持階段，在各個(gè)階段下根據(jù)車(chē)速劃分為不同的子模式，在每個(gè)子模式下按照等效氣耗最小，最大提升經(jīng)濟(jì)性的原則進(jìn)行各動(dòng)力源之間的能量分配。
　　基于GT-Drive整車(chē)仿真軟件對(duì)研究車(chē)型進(jìn)行建模仿真，對(duì)動(dòng)力匹配的結(jié)果和能量管理策略進(jìn)行了考證。結(jié)果顯示，動(dòng)力性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，能量管理策略在各子模式下的功率分配符合預(yù)期。經(jīng)濟(jì)性方面，在運(yùn)行單個(gè)中國(guó)典型公交循環(huán)（China City Bus Cycle，CCBC）工況下，文章所研究車(chē)型運(yùn)行于純

4、電驅(qū)動(dòng)模式，電量消耗階段和電量保持階段相對(duì)天然氣客車(chē)分別提升了51.2％，40.6％，25.6％;在運(yùn)行20個(gè)連續(xù)CCBC循環(huán)工況下，本文制定的能量管理策略相對(duì)天然氣客車(chē)提升了32.7％。最終通過(guò)實(shí)車(chē)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，對(duì)經(jīng)濟(jì)性建模進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明誤差在8％以?xún)?nèi)。
　　最后基于實(shí)值遺傳算法原理，引入了精英保留策略和動(dòng)態(tài)交叉和變異概率，提高了收斂速度，而且可以有效避免遺傳算法陷入局部最優(yōu)。利用該算法解決能量管理參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題，以Simuli