ISG混合动力汽车能量优化管理策略研究

【摘要】：能源危机和环境污染是当今世界所面临的两大挑战,混合动力汽车具有低油耗、低排放的特点,并且不受里程限制,被认为具有很好的产业化前景。ISG混合动力汽车能量管理策略设计是整车设计的重要环节,也是实现ISG混合动力汽车节能减排的关键技术之一因此能量管理策略成为ISG混合动力汽车研究的重点。 本文以“十一五”国家863节能与江南网页版登录入口官网下载 重大专项ISG混合动力汽车项目及其整车控制策略设计子课题为背景,建立了ISG混合动力汽车的前向仿真模型,分别基于动态规划算法、模型预测控制算法及随机模型预测控制算法对ISG混合动力汽车的能量优化管理策略进行研究,并基于dSPACE实时控制系统进行ISG混合动力汽车转矩分配的快速原型仿真试验。本文所做主要工作及结论如下： 基于Matlab/Simulink平台,采用实验建模和理论建模相结合的方法建立混合动力汽车整车前向仿真模型。通过实验建模的方法,分别建立发动机、ISG电机以及动力电池的仿真模型,通过理论建模的方法,建立离合器、变速箱等传动系模型。根据前向仿真的能量传递方向,基于上述部件模型,搭建ISG混合动力汽车整车模型,为ISG混合动力汽车能量管理策略的验证提供了基础。 对给定的循环工况离散化,将ISG混合动力汽车的能量优化管理转化为多阶段决策过程,结合改进后的动态规划算法,以油耗、换挡次数以及SOC平衡为优化目标建立每个阶段的代价函数和目标函数,选取档位迁移和电机扭矩作为控制变量、SOC和档位为状态变量,优化得到在该工况下的最优电机扭矩序列和最佳档位迁移序列。仿真结果表明该能量管理策略具有很好的燃油经济性。 提出了利用指数函数预测车轮扭矩的方法,将模型预测控制与动态规划相结合,建立了基于模型预测控制且可以燃油消耗为目标函数进行滚动优化的控制策略,通过优化得到最优电机控制扭矩。分析预测时间长短对ISG混合动力汽车燃油经济性的影响,选取合适的预测时间。基于ISG混合动力汽车整车仿真模型在NEDC工况下对该能量管理策略进行仿真,仿真结果表明,该能量管理策略不仅具有很好的燃油经济性,还具有较好的实时性。 提出了基于随机模型预测控制的ISG混合动力汽车能量优化管理策略。建立了基于马尔科夫链的驾驶员模型,通过该模型预测驾驶员需求功率,建立随机模型预测控制与动态规划相结合的优化模型,通过滚动优化得到最佳扭矩分配方案。基于ISG混合动力汽车整车仿真模型,对该能量优化管理策略进行仿真,并选取恒值预测方法和具有预先知识的预测方法进行对比,仿真结果表明随机模型预测方法是可行的,ISG混合动力汽车的随机模型预测控制能量优化管理策略具有很好的燃油经济性和实时性。 搭建基于dSPACE实时系统的仿真台架,进行了ISG混合动力汽车随机模型预测控制能量优化管理策略的快速原型仿真试验,验证了随机模型预测控制优化管理策略的基本性能,使得该控制策略得到进一步的完善。 【关键词】：ISG混合动力汽车 能量优化管理策略 动态规划 模型预测 马尔科夫链
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 致谢12-19
• 第一章 绪论19-35
• 1.1 选题的背景和意义19-20
• 1.2 混合动力汽车简介20-29
• 1.2.1 混合动力汽车分类20-23
• 1.2.2 ISG混合动力汽车23-24
• 1.2.3 国内外混合动力汽车发展现状24-27
• 1.2.4 混合动力汽车关键技术27-29
• 1.3 混合动力汽车控制策略研究现状29-33
• 1.3.1 串联式混合动力汽车29-31
• 1.3.2 并联式控制策略31-33
• 1.3.3 混合动力汽车控制策略存在的问题33
• 1.4 课题来源及主要研究内容33-35
• 第二章 ISG HEV动力系统建模35-59
• 2.1 引言35
• 2.2 混合动力汽车仿真方法及软件简介35-37
• 2.3 ISG混合动力汽车动力系统基本结构37-39
• 2.4 部件动力学模型39-52
• 2.4.1 发动机模型39-42
• 2.4.2 电机模型42-45
• 2.4.3 镍氢电池模型45-48
• 2.4.4 传动系建模48-51
• 2.4.5 整车控制器模型51-52
• 2.5 混合动力汽车整车模型52-58
• 2.5.1 驾驶员模型52-53
• 2.5.2 车辆纵向动力学模型53-56
• 2.5.3 整车模型56-58
• 2.6 本章小结58-59
• 第三章 基于动态规划的ISG混合动力汽车控制策略59-79
• 3.1 引言59-61
• 3.1.1 ISG混合动力汽车工作模式分析59-61
• 3.1.2 动态规划算法简介61
• 3.2 并联式混合动力汽车能量管理优化模型的建立61-70
• 3.2.1 并联式混合动力汽车模型简化61-66
• 3.2.2 混合动力汽车能量优化管理模型的建立66-69
• 3.2.3 动态规划求解69-70
• 3.3 动态规划算法改进70-73
• 3.4 仿真及结果分析73-76
• 3.4.1 参数选择73-74
• 3.4.2 仿真结果及分析74-76
• 3.5 本章小结76-79
• 第四章 基于模型预测的ISG混合动力汽车控制策略79-93
• 4.1 引言79
• 4.2 模型预测控制79-80
• 4.3 基于模型预测的混合动力汽车能量管理优化模型80-87
• 4.3.1 控制系统结构81
• 4.3.2 模型预测控制模块81-87
• 4.4 仿真结果及分析87-92
• 4.4.1 仿真参数87-88
• 4.4.2 仿真结果及分析88-92
• 4.5 本章小结92-93
• 第五章 ISG混合动力汽车的随机模型预测控制策略93-107
• 5.1 引言93
• 5.2 驾驶员需求功率的随机模型93-97
• 5.2.1 马尔可夫过程94-95
• 5.2.2 驾驶员需求功率的马尔科夫模型95-97
• 5.3 随机模型预测控制策略97-100
• 5.4 仿真结果及分析100-106
• 5.5 本章小结106-107
• 第六章 转矩分配控制策略的快速控制原型仿真试验107-117
• 6.1 引言107
• 6.2 现代控制开发系统107-109
• 6.2.1 传统控制开发技术存在的问题107
• 6.2.2 dSPACE实时开发系统107-108
• 6.2.3 dSPACE-V循环开发流程108-109
• 6.3 快速控制原型仿真试验109-116
• 6.3.1 试验方案设计109-110
• 6.3.2 快速控制原型仿真试验控制模型110-111
• 6.3.3 试验结果及分析111-116
• 6.4 本章小结116-117
• 第七章 全文总结与展望117-121
• 7.1 全文总结117-118
• 7.2 创新点118-119
• 7.3 研究展望119-121
• 参考文献121-131
• 攻读博士学位期间发表的论文131
• 攻读博士学位期间参与的课题131

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    舒红,秦大同,胡建军

中度混合动力汽车模型预测控制策略    舒红;蒋勇;高银平;

插电式并联混合动力汽车模型预测控制    舒红;聂天雄;邓丽君;乔俊林;

国内外混合动力电动汽车开发动态及发展趋势    王军,申金升

混联式混合动力汽车控制策略研究综述    杨宏亮,陈全世

并联混合动力汽车传动系参数匹配    王庆年,何洪文,李幼德,初亮

基于V模式的混合动力汽车多能源动力总成控制器开发平台    朱庆林;王庆年;曾小华;于远彬;王鹏宇;

并联式混合动力汽车控制算法的实时仿真研究    童毅,欧阳明高,张俊智

利用V型开发模式研制燃料电池混合动力客车的整车控制器    李建秋;田光宇;卢青春;陈全世;欧阳明高;

基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略    邹渊;陈锐;侯仕杰;胡晓松;

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究    李卫民

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

模型(汽车)试验低速风洞设计    汪涌;龚光军;

汽车曲线制动工况的轴间动态制动力分配数学模型    边铭瑞;丁品先;

7CBY—1型挂车液压制动装置的设计    李伯峰;韩永法;

数值方法在汽车性能预测中的应用    王其东;羊拯民;

对汽车制动效能评价标准的探讨    方锡邦;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

拖拉机散热器的功能和使用探析    刘鼎军;

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

汽车转向轮主销内倾角设计计算    魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;

汽车电动助力转向技术及发展状况    刘俊;

HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算    任国清;

基于状态反馈极点配置的4WS系统设计及仿真    王莉;杜家政;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

浅谈离合器分泵支架优化设计    严思炜;郝世强;

主副一体整体式车架的改进    黄睿;

机动车尾气污染与江南网页版登录入口官网下载     裴琨;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究    童伟

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

液压挖掘机并联式混合动力系统控制策略研究    林潇

磁浮电源与悬浮控制系统的耦合作用研究    张鼎

车辆与路面相互作用下路面结构动力学研究    李皓玉

金属带式无级变速器耦合问题研究    张树培

面向主观评价的汽车动力学建模研究    逄淑一

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究    傅寿字

基于MC9S12DG128的智能模型车系统设计与仿真研究    刘啸森

飞思卡尔智能赛车及调试平台开发研究    朱政合

混合动力电动汽车电机驱动控制研究    杨崔

纯电动车电池组管理系统的研究    庄益诗

基于行车舒适性的高填方路基差异沉降指标研究    向烨

导电聚苯胺在超级电容器中的应用研究    邹武元

电动汽车大功率智能充电器的若干关键技术的研究    姚文贤

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

混合动力汽车的发展现状及其关键技术    张卫青;

发动机热平衡仿真研究现状与发展趋势    俞小莉,李婷

基于FNN自适应控制的HEV控制策略    王大志,王建辉,顾树生

电动汽车的发展现状和开发动向    阿布里提.阿布都拉,清水健一

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    舒红,秦大同,胡建军

中度混合动力汽车匀速下坡再生制动策略优化    舒红;袁景敏;胡明辉;高银平;

中度混合动力汽车模型预测控制策略    舒红;蒋勇;高银平;

国内外混合动力电动汽车开发动态及发展趋势    王军,申金升

混合动力电动汽车的发展    麻友良,陈全世

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

并联混合动力电动汽车的动态控制研究    严运兵

并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究    吴剑

混合动力汽车试验台架的研究与开发    李战龙

ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真    刘灵芝;

混合动力汽车用无刷直流电机控制系统设计    尹真;卢刚;李声晋;

基于SAE J1939协议的混合动力汽车ISG控制器设计    季新杰;李声晋;方宗德;芦刚;

混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势    陈智家;陈祥丰;欧阳海;

混合动力汽车控制策略研究进展    欧健;张勇;陈宝;邓国红;张志远;

燃料电池混合动力客车整车控制策略    曹桂军;卢兰光;李建秋;何彬;欧阳明高;

混合动力汽车补偿模糊神经网络能量管理策略    陈慧勇;吴光强;

基于动态协调控制的ISG型混合动力电动汽车牵引力控制方法    赵峰;罗禹贡;李克强;张文明;

四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真    杜爱民;冯旭云;

混合动力汽车扭矩管理策略    童毅,张俊智,欧阳明高

一种混合动力汽车驱动控制研究    严世榕;洪亮;

混合动力汽车及其关键技术综述    李正浩;鲁植雄;

混合动力汽车的发展与应用    文少波;邹政耀;

一种并联型混合动力汽车控制系统研究    刘昌锦;岳伟甲;乐群;

准“绿色”混合动力汽车与环境保护    李军;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

混合动力汽车热管理系统流场和温度场CFD分析    梁昌杰;陈方元;秦大同;

电子及计算机技术在混合动力汽车电池测试系统中的应用    曾小华;王庆年;宋大凤;李静;林林;

Z源逆变器在42V混合动力汽车系统ISG驱动中的应用研究    张杰林;贾要勤;赵剑;李哲;王兆安;

并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究    刘涵;高俊涛;

美国汽车角逐混合动力汽车市场（下）    峻岭

混合动力汽车驶入百姓生活    本报记者 谢莉葳 实习生 李玥林

2至3年,混合动力汽车将成市场主流    记者 范建

美国汽车角逐混合动力汽车市场（上）    峻岭

“重庆造”混合动力汽车跻身世界先进行列    记者 关媛媛

重庆政府采购自主研发混合动力汽车    记者刘阳子

油电混合动力汽车在美国大行其道    魏薇

混合动力汽车技术取得新突破    记者 李文峰　通讯员 夏伟雄 刘亚鹏

新能源元年从“弱混”开启”    本报记者 金丽媛

发展混合动力汽车刻不容缓    木子风

ISG混合动力汽车能量优化管理策略研究    吴迪

ISG柴电混合动力汽车多能源管理策略研究    钟虎

单电机ISG型AMT重度混合动力汽车能量管理策略研究    彭志远

串联混合动力汽车建模与能源管理系统控制策略研究    刘乐

串联混合动力汽车能量优化管理策略研究    申彩英

单轴ISG混合动力汽车转矩分配控制策略的研究    叶先军

基于CVT的混合动力汽车关键技术研究    张军

桥间分配四驱混合动力电动汽车能耗优化控制策略研究    李晓甫

混合动力汽车复合储能系统参数匹配与控制策略研究    于海芳

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究    王伟

混合动力电动客车的研究    程自珠

基于LabVIEW的混合动力汽车驱动系统的研究    邓娟

基于行驶工况的混合动力汽车参数匹配、控制策略研究及仿真平台搭建    张桂连

并联式混合动力汽车控制策略研究    岳淑彪

串联式Plug-in混合动力汽车能量管理控制策略研究    祝毅

PLUG-IN并联混合动力城市客车电功率比研究    姚佳

Plug-in混合动力汽车控制策略研究    杨攀

混合动力汽车参数设计及电机控制系统仿真    蒲斌

并联充电式混合动力驱动系统故障诊断分析仪开发    生翔九

ISG混合动力汽车动力系统匹配与参数优化的研究    谌文文