基于路況信息預(yù)測(cè)的插電式混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究.pdf

1、插電式混合動(dòng)力汽車同時(shí)具備發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功能，動(dòng)力電池容量較大，可以利用外部電網(wǎng)進(jìn)行充電，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的純電動(dòng)續(xù)駛里程，其內(nèi)置燃油動(dòng)力能夠保證較長(zhǎng)距離的行駛，這平衡了電力驅(qū)動(dòng)短途行駛的不足。兼?zhèn)淞藗鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的續(xù)駛里程和純電動(dòng)車輛的電能驅(qū)動(dòng)清潔高效的優(yōu)點(diǎn)，在純電動(dòng)技術(shù)瓶頸突破之前將在未來一段時(shí)間內(nèi)作為汽車市場(chǎng)的主角?；旌蟿?dòng)力汽車能量管理策略是影響混合動(dòng)力系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵，其目標(biāo)是協(xié)調(diào)混合動(dòng)力系統(tǒng)中各個(gè)組件的工作狀態(tài)，合理分配

2、電池與發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)汽車在不同行駛工況下經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“雙離合器式單電機(jī)重度混合動(dòng)力系統(tǒng)匹配與控制研究”(51305468)，開展了基于路況信息預(yù)測(cè)的插電式混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①分析了插電式混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)及工作原理，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的各參數(shù)組件進(jìn)行了參數(shù)匹配設(shè)計(jì)。重點(diǎn)采用工況統(tǒng)計(jì)分析法對(duì)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析多種行駛工況的需求功率，在滿

3、足插電式混合動(dòng)力汽車大部分驅(qū)動(dòng)工況的前提下，盡量減小電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)尺寸和成本。②制定了基于規(guī)則的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理策略。進(jìn)行了插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)效率分析，分別制定了電量消耗(Charge Depleting，CD)階段和電量維持(Charge Sustaining，CS)階段下的驅(qū)動(dòng)模式切換規(guī)律和相應(yīng)的換擋規(guī)律，保證了各工作模式下系統(tǒng)效率較高，為下一步對(duì)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。③針對(duì)基于特定工況下對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)控

4、制參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化無法使車輛在實(shí)際行駛工況下達(dá)到最優(yōu)控制問題，制定了基于行駛工況識(shí)別的能量管理策略，選取市區(qū)、郊區(qū)和高速工況三種類別的典型循環(huán)工況采用遺傳算法對(duì)所制定的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)模式切換控制參數(shù)進(jìn)行離線全局優(yōu)化，獲得最優(yōu)控制參數(shù)。對(duì)實(shí)際行駛工況提取一定時(shí)間的歷史工況數(shù)據(jù)，提取特征參數(shù)向量，采用聚類分析識(shí)別出所屬的工況類別，實(shí)現(xiàn)能量管理的實(shí)時(shí)最優(yōu)控制。④考慮道路坡度對(duì)整車驅(qū)動(dòng)需求的影響，提出了基于道路坡度預(yù)測(cè)的插電式混合動(dòng)力汽車能

5、量管理策略，為車載導(dǎo)航系統(tǒng)在整車能量管理策略中的應(yīng)用作了初步探究。為保證車輛在坡道行駛時(shí)不會(huì)因動(dòng)力電池虧電造成動(dòng)力不足或過放電有損電池的使用壽命，根據(jù)車載導(dǎo)航系統(tǒng)提供的道路信息，建立了坡道行駛電量消耗預(yù)估模型，分別對(duì)行程中的CD階段和CS階段電池荷電指數(shù)(State of Charge,SOC)進(jìn)行規(guī)劃，提出行車預(yù)充電時(shí)刻規(guī)劃準(zhǔn)則，使車輛在坡道行駛前動(dòng)力電池SOC達(dá)到預(yù)定值，并在上坡行駛結(jié)束后動(dòng)力電池的SOC值下降到臨界值，充分吸收制動(dòng)