基于伪谱法的串并联式PHEV全局优化算法及参数匹配研究

发布时间：2023-06-06 19:51

　　能源危机和环境污染是当今汽车工业面临的重大挑战,大力发展更加节能环保的新能源汽车成为各国政府的共识。在国内实施“双积分”政策的背景下,面向企业的研发需求,本文以某传统紧凑型轿车和串并联式混合动力构型为基础,开展了插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)的参数匹配研究。鉴于动力系统参数匹配和能量管理策略存在高度耦合关系,本文基于串并联式PHEV的能量管理策略全局优化,开展了双层嵌套式参数匹配优化工作。具体的研究内容如下:从功率流的角度分析了串并联式PHEV的结构特点和工作模式,并结合整车的基本参数和设计指标,对动力系统的发动机、ISG电机、驱动电机、动力电池以及传动系进行了选型和初步的参数设计,为基于全局优化算法的参数匹配研究提供了参数基础。建立了面向最优控制的串并联式PHEV后向仿真模型,包括发动机、ISG电机和驱动电机的归一化效率模型、动力电池容量可变模型、离合器模型以及整车纵向动力学模型,为采用全局优化算法进行能量管理策略和参数匹配研究提供了模型基础。构建了离散形式的串并联式PHEV能量管理最优控制问题,并设计了采用动态规划(D...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 混合动力汽车概况
        1.2.1 插电式混合动力汽车
        1.2.2 国内外发展概况
    1.3 PHEV能量管理策略研究现状
        1.3.1 基于规则的能量管理策略
        1.3.2 基于优化方法的能量管理策略
    1.4 PHEV参数匹配研究现状
        1.4.1 基于理论计算的参数匹配方法
        1.4.2 基于优化算法的参数匹配方法
    1.5 课题研究意义与主要研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 主要研究内容
第二章 PHEV动力系统构型分析与参数初步设计
    2.1 PHEV动力系统构型
        2.1.1 工作模式分析
        2.1.2 整车参数与动力性能指标
    2.2 动力部件选型与参数初步设计
        2.2.1 驱动电机选型与参数设计
        2.2.2 发动机选型与参数设计
        2.2.3 ISG电机选型与参数设计
        2.2.4 动力电池选型与参数设计
        2.2.5 传动系统参数设计
    2.3 本章小结
第三章 面向最优控制的PHEV后向仿真模型
    3.1 发动机模型
    3.2 电机模型
        3.2.1 ISG电机模型
        3.2.2 驱动电机模型
    3.3 动力电池模型
    3.4 离合器模型
    3.5 整车纵向动力学模型
    3.6 本章小结
第四章 基于动态规划的PHEV全局优化算法
    4.1 动态规划算法概述
    4.2 基于DP算法的PHEV能量管理最优控制问题
        4.2.1 最优控制问题的构建
        4.2.2 动态规划数值求解
    4.3 本章小结
第五章 基于伪谱法的PHEV全局优化算法
    5.1 伪谱法概述
        5.1.1 几种常见的伪谱法
        5.1.2 伪谱拼接法
        5.1.3 伪谱法在车辆控制领域的应用现状
    5.2 基于伪谱法的PHEV能量管理最优控制问题
        5.2.1 阶段划分原则
        5.2.2 伪谱拼接法数值求解
    5.3 优化结果及分析
        5.3.1 全局优化算法对比
        5.3.2 求解精度分析
        5.3.3 伪谱法的初值敏感性研究
    5.4 本章小结
第六章 基于遗传算法和伪谱法的双层嵌套式参数匹配
    6.1 混合动力系统参数匹配
        6.1.1 单目标参数优化问题的构建
        6.1.2 循环工况的选择
        6.1.3 双层嵌套式参数优化方法
    6.2 参数优化结果及分析
    6.3 本章小结
第七章 试制样车的性能实验
    7.1 样车的实验性能
    7.2 样车控制策略的改善建议
    7.3 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3832112