跟车环境下插电式混合动力汽车能量管理策略研究
发布时间：2023-05-12 20:33
随着环境污染,能源短缺等问题日趋严重,汽车工业正朝着节能、环保方向转变。插电式混合动力汽车(PHEV)由于能够外接电源充电,同时具有较大的电池容量,所以续航里程较传统混合动力汽车增长了许多,且无电动汽车电量耗尽的担忧,逐渐成为国家大力推广的新能源车型。另一方面,智能互联技术的飞速发展让越来越多的汽车搭载上了互联网终端技术,在日趋复杂的交通环境下,车辆间互助协作实现部分车辆的无人驾驶功能是实现单车自动驾驶的必经之路。此外,能量管理策略是PHEV的核心技术,直接影响PHEV各项性能,本文将对跟车环境中的自动驾驶PHEV进行能量管理策略研究,使其拥有更好的安全性、舒适性和燃油经济型。主要研究内容如下:(1)分析并联式PHEV动力系统结构,建立动力传动系统模型,基于台架实验数据,建立发动机、电机、动力电池的效率数值模型。在自动驾驶的PHEV跟车过程中,利用灰色神经网络(GNN)对前车未来车速趋势进行预测,分析了采用的历史车速时间窗和预测域长度对GNN预测精度的影响,确定了最优的历史车速时间窗和预测域。在得到前车未来车速趋势的基础上,提出考虑前车未来速度趋势的可变时距跟车控制策略,首先以安全性、...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 混合动力汽车国内外研究现状
1.3 混合动力汽车能量管理策略国内外研究现状
1.3.1 基于规则的能量管理策略研究现状
1.3.2 基于瞬时优化的能量管理策略研究现状
1.3.3 基于全局优化的能量管理控制策略研究现状
1.3.4 基于模型预测控制的能量管理控制策略研究现状
1.4 混合动力汽车能量管理策略存在问题
1.5 本文研究内容及论文结构
2 插电式混合动力汽车系统建模及本车目标车速获取
2.1 引言
2.2 插电式混合动力汽车传动系统及基本参数
2.3 插电式混合动力汽车关键部件建模
2.3.1 发动机建模
2.3.2 电机建模
2.3.3 锂离子动力电池建模
2.4 基于灰色神经网络的前车车速预测
2.4.1 GNN模型建立
2.4.2 数据处理
2.4.3 预测结果及分析
2.5 基于前车未来车速变化趋势的可变时距跟车控制策略
2.5.1 常用间距控制算法
2.5.2 考虑前车未来速度变化趋势的可变时距控制算法
2.5.3 VTHpva算法稳定性证明
2.5.4 模糊自适应PID控制算法
2.5.5 仿真结果分析
2.6 前车历史车速时间窗及预测域选择分析
2.7 本章小结
3 基于行驶里程的时域参考SOC变化量获取
3.1 引言
3.2 规划SOC参考轨迹的必要性
3.3 典型工况提取
3.4 基于动态规划的典型工况空间域SOC变化规律离线提取
3.4.1 动态规划原理及能量管理问题构建
3.4.2 基于DP算法提取SOC下降规律的影响因素分析
3.4.3 基于里程的典型工况单位空间域参考SOC变化量离线获取
3.5 基于工况识别的时域SOC参考变化量在线应用
3.5.1 行驶工况识别
3.5.2 仿真验证及分析
3.6 变行程SOC时域变化量规划分析
3.7 本章小结
4 基于等效燃油消耗最小的PHEV能量管理控制策略研究
4.1 引言
4.2 等效燃油消耗最小原理在PHEV上的应用分析
4.2.1 行驶里程对等效因子影响分析
4.2.2 初始SOC对等效因子影响分析
4.3 基于时域参考SOC变化量的等效因子实时调整方法
4.3.1 基于遗传算法的初始等效因子求解
4.3.2 基于模糊控制的等效因子变化量实时求取方法
4.4 仿真分析
4.5 本章小结
5 跟车环境下PHEV能量管理控制策略实验研究
5.1 引言
5.2 实验平台总体方案设计
5.2.1 硬件在环实验系统简介
5.2.2 硬件在环实验平台系统集成
5.3 实验原理及模型搭建
5.4 实验结果及分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参与的科研项目目录
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3814589
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 混合动力汽车国内外研究现状
1.3 混合动力汽车能量管理策略国内外研究现状
1.3.1 基于规则的能量管理策略研究现状
1.3.2 基于瞬时优化的能量管理策略研究现状
1.3.3 基于全局优化的能量管理控制策略研究现状
1.3.4 基于模型预测控制的能量管理控制策略研究现状
1.4 混合动力汽车能量管理策略存在问题
1.5 本文研究内容及论文结构
2 插电式混合动力汽车系统建模及本车目标车速获取
2.1 引言
2.2 插电式混合动力汽车传动系统及基本参数
2.3 插电式混合动力汽车关键部件建模
2.3.1 发动机建模
2.3.2 电机建模
2.3.3 锂离子动力电池建模
2.4 基于灰色神经网络的前车车速预测
2.4.1 GNN模型建立
2.4.2 数据处理
2.4.3 预测结果及分析
2.5 基于前车未来车速变化趋势的可变时距跟车控制策略
2.5.1 常用间距控制算法
2.5.2 考虑前车未来速度变化趋势的可变时距控制算法
2.5.3 VTHpva算法稳定性证明
2.5.4 模糊自适应PID控制算法
2.5.5 仿真结果分析
2.6 前车历史车速时间窗及预测域选择分析
2.7 本章小结
3 基于行驶里程的时域参考SOC变化量获取
3.1 引言
3.2 规划SOC参考轨迹的必要性
3.3 典型工况提取
3.4 基于动态规划的典型工况空间域SOC变化规律离线提取
3.4.1 动态规划原理及能量管理问题构建
3.4.2 基于DP算法提取SOC下降规律的影响因素分析
3.4.3 基于里程的典型工况单位空间域参考SOC变化量离线获取
3.5 基于工况识别的时域SOC参考变化量在线应用
3.5.1 行驶工况识别
3.5.2 仿真验证及分析
3.6 变行程SOC时域变化量规划分析
3.7 本章小结
4 基于等效燃油消耗最小的PHEV能量管理控制策略研究
4.1 引言
4.2 等效燃油消耗最小原理在PHEV上的应用分析
4.2.1 行驶里程对等效因子影响分析
4.2.2 初始SOC对等效因子影响分析
4.3 基于时域参考SOC变化量的等效因子实时调整方法
4.3.1 基于遗传算法的初始等效因子求解
4.3.2 基于模糊控制的等效因子变化量实时求取方法
4.4 仿真分析
4.5 本章小结
5 跟车环境下PHEV能量管理控制策略实验研究
5.1 引言
5.2 实验平台总体方案设计
5.2.1 硬件在环实验系统简介
5.2.2 硬件在环实验平台系统集成
5.3 实验原理及模型搭建
5.4 实验结果及分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读学位期间参与的科研项目目录
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3814589
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