基于预测控制的并联式混合动力汽车能量管理策略研究

【摘要】：在能源日益枯竭,环境污染日益严重的当下,由于混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle：HEV)具有节能环保的优点,受到人们越来越多的关注。当前混合动力汽车一般是指内燃机、发电机,再加上蓄电池的汽车。混合动力汽车兼顾了传统燃油汽车和纯电动汽车的优势；但其结构组成比传统汽车以及纯电动汽车要复杂的多,这就决定了其能量管理策略的设计也要复杂的多。优良的能量管理策略是混合动力汽车节能的关键所在,因此混合动力汽车能量管理策略成为目前专家学者研究的热点问题之一 本文针对并联式混合动力汽车,设计了能量管理策略。概述了国内外混合动力汽车发展现状及趋势,分析了当前混合动力汽车的关键技术。对现有的各种能量管理策略进行分类并具体分析了各自控制原理。介绍了不同结构类型的混合动力汽车,重点分析了单轴并联型混合动力结构,给出了主要部件的相关参数,结合数值法和查表法建立了发动机、电动机以及电池和传动系统的仿真模型。 基于预测控制原理设计了单轴并联型混合动力汽车的能量管理策略,并在欧洲汽车道路测试循环工况、城市道路循环工况以及郊区道路循环工况下进行了仿真实验。实验结果表明基于预测的能量管理策略与基于规则的控制策略相比,基于预测控制的能量管理策略在设定的SOC范围内能充分利用电池组中的电量,更有效地降低燃油消耗达到节能减排的效果。 在基于预测控制能量管理策略的基础上,设计了一种基于相关向量机(RVM)算法的能量管理策略,此策略以基于预测控制能量管理策略的数据为训练数据建立了预测模型。相比基于预测控制的能量管理策略,基于RVM的能量管理策略计算方法更简单,能获得与预测控制能量管理策略相当的节油效果。 【关键词】：混合动力汽车 能量管理策略 预测控制 相关向量机 动态规划 能耗计算
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 混合动力汽车的研究背景及意义11-12
• 1.2 混合动力汽车发展现状及前景12-14
• 1.3 混合动力汽车分类14-19
• 1.3.1 按驱动连接方式分类14-18
• 1.3.2 按油电混合程度分类18-19
• 1.4 混合动力汽车关键技术19-20
• 1.5 本文主要研究内容20-22
• 第二章 混合动力汽车能量管理策略基础22-30
• 2.1 能量管理策略概述22
• 2.2 能量管理策略分类22-27
• 2.2.1 基于确定规则的能量管理策略22-23
• 2.2.2 基于模糊规则的能量管理策略23-25
• 2.2.3 瞬时优化能量管理策略25
• 2.2.4 全局优化能量管理策略25-27
• 2.2.5 智能优化能量管理策略27
• 2.3 ADVISOR仿真软件27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 混合动力汽车系统特性研究与建模30-37
• 3.1 发动机燃油消耗模型30-32
• 3.2 电机等效燃油消耗模型32-33
• 3.3 电池内阻模型33-34
• 3.4 各部件的参数及转矩、转速关系34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 基于预测控制算法的能量管理策略37-51
• 4.1 预测控制算法原理37-39
• 4.2 基于预测控制算法的能量管理策略设计39-44
• 4.2.1 动态预测模型的建立以及指标函数的确定39-40
• 4.2.2 动态规划求解过程40-42
• 4.2.3 SOC的可达区域估算42-44
• 4.3 仿真实现及结果分析44-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第五章 基于RVM预测算法的能量管理策略51-60
• 5.1 RVM算法原理简介51-54
• 5.2 基于RVM算法的能量管理策略设计54-55
• 5.3 能量管理策略仿真实现及结果分析55-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 参考文献62-68
• 致谢68-69
• 硕士期间发表的学术论文及参加的科研项目69-70
• 学位论文评阅及答辩情况表70

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