基于路況信息預測的插電式混合動力汽車能量管理策略研究.pdf

1、插電式混合動力汽車同時具備發(fā)動機驅(qū)動和電動機驅(qū)動功能，動力電池容量較大，可以利用外部電網(wǎng)進行充電，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的純電動續(xù)駛里程，其內(nèi)置燃油動力能夠保證較長距離的行駛，這平衡了電力驅(qū)動短途行駛的不足。兼?zhèn)淞藗鹘y(tǒng)內(nèi)燃機車輛的續(xù)駛里程和純電動車輛的電能驅(qū)動清潔高效的優(yōu)點，在純電動技術瓶頸突破之前將在未來一段時間內(nèi)作為汽車市場的主角?；旌蟿恿ζ嚹芰抗芾聿呗允怯绊懟旌蟿恿ο到y(tǒng)性能優(yōu)劣的關鍵，其目標是協(xié)調(diào)混合動力系統(tǒng)中各個組件的工作狀態(tài)，合理分配

2、電池與發(fā)動機的功率，實現(xiàn)汽車在不同行駛工況下經(jīng)濟性能指標達到最優(yōu)。本文依托國家自然科學基金資助項目“雙離合器式單電機重度混合動力系統(tǒng)匹配與控制研究”(51305468)，開展了基于路況信息預測的插電式混合動力汽車能量管理策略研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①分析了插電式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)及工作原理，對動力系統(tǒng)的各參數(shù)組件進行了參數(shù)匹配設計。重點采用工況統(tǒng)計分析法對電機參數(shù)進行匹配設計，利用統(tǒng)計學原理分析多種行駛工況的需求功率，在滿

3、足插電式混合動力汽車大部分驅(qū)動工況的前提下，盡量減小電驅(qū)動系統(tǒng)尺寸和成本。②制定了基于規(guī)則的插電式混合動力系統(tǒng)能量管理策略。進行了插電式混合動力系統(tǒng)效率分析，分別制定了電量消耗(Charge Depleting，CD)階段和電量維持(Charge Sustaining，CS)階段下的驅(qū)動模式切換規(guī)律和相應的換擋規(guī)律，保證了各工作模式下系統(tǒng)效率較高，為下一步對插電式混合動力系統(tǒng)控制參數(shù)進行優(yōu)化奠定基礎。③針對基于特定工況下對混合動力系統(tǒng)控

4、制參數(shù)進行全局優(yōu)化無法使車輛在實際行駛工況下達到最優(yōu)控制問題，制定了基于行駛工況識別的能量管理策略，選取市區(qū)、郊區(qū)和高速工況三種類別的典型循環(huán)工況采用遺傳算法對所制定的插電式混合動力系統(tǒng)模式切換控制參數(shù)進行離線全局優(yōu)化，獲得最優(yōu)控制參數(shù)。對實際行駛工況提取一定時間的歷史工況數(shù)據(jù)，提取特征參數(shù)向量，采用聚類分析識別出所屬的工況類別，實現(xiàn)能量管理的實時最優(yōu)控制。④考慮道路坡度對整車驅(qū)動需求的影響，提出了基于道路坡度預測的插電式混合動力汽車能

5、量管理策略，為車載導航系統(tǒng)在整車能量管理策略中的應用作了初步探究。為保證車輛在坡道行駛時不會因動力電池虧電造成動力不足或過放電有損電池的使用壽命，根據(jù)車載導航系統(tǒng)提供的道路信息，建立了坡道行駛電量消耗預估模型，分別對行程中的CD階段和CS階段電池荷電指數(shù)(State of Charge,SOC)進行規(guī)劃，提出行車預充電時刻規(guī)劃準則，使車輛在坡道行駛前動力電池SOC達到預定值，并在上坡行駛結(jié)束后動力電池的SOC值下降到臨界值，充分吸收制動