并联式混合动力汽车的能量管理系统研究-工程硕士论

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1、目次1绪论11.1论文背景11.2国内外研究现状11.3混合动力汽车简介21.4能量管理控制系统研究现状41.5主要研究内容62混合动力系统动态特性研究与建模72.1引言72.2混合动力系统建模82.2.1发动机模型82.2.2电池模型112.2.3电机模型122.2.4传动系模型142.3车辆控制器模型162.4驾驶员模型162.5车辆纵向动力学模型162.5.1车轮模型162.5.2汽车行驶动力学模型172.6附件模型182.7本章小结193基于规则的逻辑门限控制策略203.1引言203.2能量管理策略原理213.3控制系统结构223.4混合动力系统工作模式分析24

2、3.4.1请求转矩的识别253.4.2负荷平衡控制263.5控制程序设计283.6仿真结果313.7本章小结354控制策略的参数优化方法374.1引言374.2参数优化数学模型384.2.1设计变量的确定384.2.2参数优化数学模型384.3稳态进化算法394.3.1改进型稳态进化算法设计394.3.2SEA的数值试验424.4控制策略参数的离线优化454.5本章小结495模糊控制能量管理策略505.1引言505.2模糊逻辑控制基础515.2.1模糊控制器的组成515.2.2模糊集合515.2.3模糊控制器设计的主要内容525.3模糊转矩控制器设计545.3.1输入输

3、出设计545.3.2控制规则库设计565.4仿真结果与分析575.5本章小结616基于动态规划的全局最优控制646.1引言646.2最优控制数学建模656.3数值动态规划求解676.3.1动态规划算法676.3.2附加代价函数696.3.3可达状态集、容许控制集的确定与量化706.3.4系统动态模型的C代码实现726.4动态规划结果766.5本章小结807并联式混合动力汽车的仿真研究827.1ADVISOR软件827.2ADVISOR中并联式混合动力汽车各部分仿真模型847.3仿真结果分析867.4本章小结90总结91致谢92博士生期间发表的学术论文93个人简历94永久

4、通信地址95千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。1绪论1.1论文背景随着环境污染问题越来越严重，石油资源越来越短缺，世界各国越来越重视环境问题。随着进一步的城镇化、工业化和全球化，世界范围内私人汽车数量的快速增长是必然的。交通运输对石油资源具有极大的依赖性，使汽车飞速发展带来的问题日益突出。个人交通运输为人们的出行提供了方便。然而，由于这种选择带来的一系列冲突，使得人们越来越担心环境问题和自然资源的可持续使用问题。随着汽车需求量的不断增大，人们对石油需求量的日益增加，废气排放问题越来越严重，造成严重的空气污染，对人们

5、的日常生活和生命健康造成严重危害，全世界面临这全球气候变化的巨大难题。燃烧化石燃料产生的排放物增加了地球大气层中温室气体的浓度，进而导致全球的气温上升和世界上一部分地方出现极端天气现象。全球的气候变化可能导致生态系统的失衡，最终危及人类。因此，未来的个人交通运输应当保障整个社会的自由度，促进整个社会的可持续性和经济的可持续增长和繁荣。为了达到这些目的，研发由清洁、安全、环保能源的电驱动车辆是很有必要的。目前，还没有一种能源能完全替代石油来驱动汽车，在这种情况下，混合动力汽车是过渡时期的最好选择。虽然纯电动汽车作为一种无污染的新型汽车，受到人们的青睐，但是纯电动汽车的电池

6、储能问题一直没有得到很好解决，所以混合动力汽车是现阶段最受重视的新能源汽车。混合动力汽车研究的关键技术是能量管理策略，能量管理策略的好坏能直接影响混合动力汽车的成本和性能。目前比较常见的车辆为并联式混合动力汽车、串联式混合动力汽车，能量控制系统包括发动机、电机和电池，他们之间能量的合理配置是混合动力汽车能量管理优化的一个重要问题，能量控制策略直接影响汽车的耗油量和排放量。针对不同的路况在满足汽车动力性的前提下，控制策略的主要目的是针对不同的工况信息调整发动机的转矩和电动机的转矩，使汽车工作在高效率区，实现能耗的最低化和尾气排放的最低化。其研究对我国的混合动力汽车研究水平

7、和促进混合动力汽车产业化进程具有重要意义。1.2国内外研究现状近几十年来，随着全球环境和能源问题的日益突出，世界各国逐渐加入研发低排放、低油耗的混合动力汽车的行列。从90年代开始，日本、美国、欧洲等一些打发国家和各大汽车公司积极加入混合动力汽车（HybridElectricVehicle，HEV）的研究。近年来，美、日、德等汽车强国先后发布了新能源汽车产业发展计划。各国政府不断加大了政府支持力度，全力推进包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业化。94随着世界各大汽车公司纷纷加入到混合动力汽车的研究和生产中。我国也不甘落后，国家“八五”和“八