并聯(lián)混合動(dòng)力客車能量管理優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、在全球能源和環(huán)境問(wèn)題日益加劇的背景下，混合動(dòng)力汽車（HEV）作為可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放量的一種先進(jìn)汽車得到了廣泛關(guān)注，而這一新興技術(shù)同時(shí)也促進(jìn)了適用于所有類型車輛能量管理策略的發(fā)展。優(yōu)秀的能量管理控制策略可以在滿足整車動(dòng)力性能指標(biāo)的前提下，最優(yōu)地分配系統(tǒng)各部件間的能量以獲得車輛最佳性能。本文以并聯(lián)式混合動(dòng)力客車為研究對(duì)象，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，基于ADVISOR軟件建立混合動(dòng)力汽車仿真平臺(tái)，對(duì)文中所用混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

2、關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)力總成參數(shù)匹配，在對(duì)汽車行駛動(dòng)力學(xué)模型、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、電機(jī)模型以及蓄電池的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上采用試驗(yàn)建模與理論建模相結(jié)合的方法，完成系統(tǒng)傳動(dòng)系關(guān)鍵部件與整車模型的構(gòu)建，為后續(xù)整車控制策略的設(shè)計(jì)和車輛性能仿真分析提供了良好的平臺(tái)。
　　其次，從整車能量管理策略中的瞬時(shí)優(yōu)化算法出發(fā)，提出基于最小等效燃油消耗的瞬時(shí)優(yōu)化轉(zhuǎn)矩分配控制策略。通過(guò)引入系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)電池充放電等效因子對(duì)電池電能等效燃油消耗進(jìn)行計(jì)算，并與發(fā)動(dòng)機(jī)

3、實(shí)際油耗相結(jié)合構(gòu)建基于ECMS的瞬時(shí)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。仿真結(jié)果表明該控制算法能夠在實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)最優(yōu)能量分配的同時(shí)有效地維持電池電量的平衡，為基于工況識(shí)別的自適應(yīng)控制策略的設(shè)計(jì)提供了良好的理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)條件。
　　然后，針對(duì)目前典型工況與實(shí)際道路工況不一致導(dǎo)致混合動(dòng)力客車行駛工況適應(yīng)性差的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種基于工況識(shí)別的自適應(yīng)控制策略。基于課題組自主研發(fā)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建符合本地實(shí)際行駛道路特征的典型工況;采用模糊識(shí)別算法對(duì)道路工況

4、進(jìn)行在線識(shí)別，調(diào)用并實(shí)時(shí)更新與車輛當(dāng)前行駛工況相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)控制參數(shù)用于實(shí)時(shí)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的功率分配。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明該控制策略提高了混合動(dòng)力客車工況適應(yīng)匹配性、減小了在線實(shí)時(shí)計(jì)算量，同時(shí)又能充分發(fā)揮自適應(yīng)控制策略的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　最后，提出了基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的全局優(yōu)化控制策略，對(duì)本文所研究的并聯(lián)式混合動(dòng)力客車進(jìn)行性能全局優(yōu)化，其仿真結(jié)果為混合動(dòng)力系統(tǒng)的理論最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力輸出最優(yōu)控制序列。通過(guò)對(duì)比分析美國(guó)UD