并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略與應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球節(jié)能減排呼聲的日益高漲，在全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)低迷的情況下，混合動(dòng)力汽車已經(jīng)成為世界各國和汽車制造廠商共同的戰(zhàn)略選擇。作為一種新型的多能源交通工具，混合動(dòng)力汽車的性能與其采用的能量管理策略密切相關(guān)。在滿足汽車動(dòng)力性能的前提下，能量管理策略能夠根據(jù)混合動(dòng)力系統(tǒng)特性和實(shí)時(shí)的運(yùn)行工況，在發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)之間合理分配轉(zhuǎn)矩，以獲得整車最大的燃油經(jīng)濟(jì)性、最低的排放以及平穩(wěn)的駕駛性能。
　　 混合動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)集成了電氣、機(jī)械、化學(xué)和熱力學(xué)系統(tǒng)的

2、非線性隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)工作時(shí)各部件的狀態(tài)均處于動(dòng)態(tài)變化當(dāng)中，它們之間相互關(guān)聯(lián)并且關(guān)系復(fù)雜。另外道路狀況和駕駛員的操作具有隨機(jī)性，所以很難建立混合系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型，這給控制策略的設(shè)計(jì)帶來了很大的難度，因此能量管理控制策略是混合動(dòng)力汽車研究的重點(diǎn)內(nèi)容，迄今為止沒有找到有效的解決方案。本文針對(duì)目前并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車主要的幾種能量管理策略存在的問題，借助數(shù)學(xué)模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行研究，主要工作如下：
　　 1.介紹

3、了課題背景、混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)，著重介紹了混合動(dòng)力汽車能量管理策略的研究現(xiàn)狀。
　　 2.以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放為目標(biāo)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工作特性和電池的高效工作區(qū)間，基于電機(jī)輔助控制、再生制動(dòng)能量最大回收、動(dòng)力電池能量維護(hù)三個(gè)原則，設(shè)定一組門限參數(shù)，提出了基于規(guī)則的動(dòng)態(tài)邏輯門限控制策略。通過比較發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的效率設(shè)置動(dòng)態(tài)門限參數(shù)，既提高了系統(tǒng)效率，又改善了靜態(tài)邏輯門限控制策略的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性

4、。
　　 3.提出了一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車實(shí)時(shí)能量管理策略。對(duì)傳統(tǒng)的瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略進(jìn)行分析，確定了影響能量分配的四個(gè)主要因素，并將瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略總結(jié)為一個(gè)具有四輸入單輸出的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)駕駛循環(huán)進(jìn)行傳統(tǒng)瞬時(shí)能量優(yōu)化離線仿真獲得訓(xùn)練樣本，并以此訓(xùn)練小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)能量管理策略能夠在降低油耗的同時(shí)明顯提高傳統(tǒng)瞬時(shí)能量管理策略的實(shí)時(shí)性。
　　

5、4.從并聯(lián)PHEV的動(dòng)力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)出發(fā)，提出了在瞬時(shí)能量管理基礎(chǔ)上，從全局角度出發(fā)，運(yùn)用先進(jìn)的交通流模型，采用二尺度動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法對(duì)并聯(lián)式PHEV的能量管理控制策略進(jìn)行研究。二尺度動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法綜合考慮了駕駛員、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、駕駛循環(huán)三大因素，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的全局優(yōu)化。利用歷史交通數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)，提高了全局優(yōu)化控制策略的實(shí)時(shí)性，車載CPU的計(jì)算量也大大減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與其他方法相比，全局的能量管理策略更適合PHEV，具

6、有更高的燃油經(jīng)濟(jì)性。
　　 5.為了獲取能量管理策略所需要的精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電機(jī)測(cè)試臺(tái)架的開發(fā)?？梢杂糜诟鞣N電機(jī)及相應(yīng)控制器的靜、動(dòng)態(tài)性能測(cè)試。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，該測(cè)試平臺(tái)具有較高的動(dòng)態(tài)特性，測(cè)試功能全面，數(shù)據(jù)充分，滿足電動(dòng)汽車用電機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模要求，從而為能量管理策略的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 本文對(duì)并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理策略作了進(jìn)一步的研究，作為混合動(dòng)力汽車的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，需要不斷完善和