考虑电池老化的并联式混合动力汽车能量管理策略研究

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1、分类号：TP273单位代码：10183研究生学号：2015524054密级：公开吉林大学硕士学位论文考虑电池老化的并联式混合动力汽车能量管理策略研究ResearchonEnergyManagementStrategyofParallelHybridElectricVehiclewithConsiderationofBatteryAging作者姓名:唐佳慧专业:控制工程研究方向:混合动力汽车能量管理指导教师:陈虹教授培养单位:通信工程学院2018年6月考虑电池老化的并联式混合动力汽车能量管理策略研究ResearchonEnergyManage

2、mentStrategyofParallelHybridElectricVehiclewithConsiderationofBatteryAging作者姓名:唐佳慧领域（方向）:控制工程指导教师:陈虹教授类别:工程硕士答辩日期:2018年6月2日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是

3、本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2018年6月2日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数

4、据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：硕士博士学科专业：控制工程论文题目：考虑电池老化的并联式混合动力汽车能量管理策略研究作者签名：指导教师签名：2018年6月2日作者联系地址（邮编）：吉林大学通信工程学院（130025）作者联系电话：13844840397摘摘摘　　　要要要学学学生生生姓姓姓名名名：：：唐唐唐佳佳佳慧慧慧专专专业业业名名名称称称：：：控控控制制制工工工程程程指指指导导导教教教师师师：：：陈陈陈虹虹虹教教教授授授建立资源节约型和环境友好型

5、社会是当今世界的重要任务，为此，汽车行业正逐渐向着电动化的方向发展。混合动力汽车（HybridElectricVehicle,HEV）由于其高效率、低能耗、低排放的优点，成为行业发展的潜在趋势。然而，混合动力汽车中引入了新的动力源――电机，由此带来了发动机和电机之间动力如何分配，即能量管理策略的问题；此外，电池在充放电过程中，会伴随一系列的副反应发生，这样势必会带来电池的老化问题（性能衰减），既影响整车工作效率又可能增加电池更换成本。这些问题的出现无论是对能量的优化、控制以及电池老化问题都提出了新的挑战。另外，考虑到控制器在实车系统中的应用

6、问题，我们对算法的快速性也有很高的要求。针对以上问题，本文以CVT（无级变速器）并联式混合动力汽车为研究对象，综合考虑整车燃油经济性和电池老化两个目标，通过优化发动机和电机的转矩分配和CVT速比，达到降低燃油消耗和电池老化的目的。为了解决多目标有约束的非线性控制问题，且提高计算效率，本文采用在模型预测控制的框架下，结合庞德里亚金极小值原理和二分法迭代得到最优控制量的显式解的方法来求解优化问题。通过离线仿真实验和硬件在环实验验证了能量管理策略的有效性和控制器的实时性。主要工作概括如下：（1）分析了整车结构和各部件的建模方法，并在AMESim中

7、搭建了用于能量管理策略开发的CVT并联式混合动力汽车的整车仿真模型，然后对模型参数进行了匹配。为了验证整车模型的合理性和功能性，在Simulink环境下搭建了基于规则的能量管理控制器，为基于优化的能量管理策略的设计奠定基础。（2）针对混合动力汽车能量分配以及电池在工作过程中特性会逐渐衰减的问题，为了同时实现整车燃油经济性和减小电池老化的目标，建立了面向控制器设计的发动机、电机、电池（包括内阻模型和电池老化评价模型）数学模型，将能量优化问题整理为多目标有约束的非线性优化控制问题。（3）在Matlab中搭建了能量管理策略优化控制器，主要方案是：

8、在模型预测控制的框架下，利用极小值原理，结合二分法迭代找到最优控制问题的显式解，得到预测时域内最优的发动机、电机转矩以及CVT传动比。通过AMESim与Matlab离线联合仿真实