基于历史数据和交通信息的PHEV预测能量管理策略研究

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Yhead705
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国面临着能源短缺、环境污染严重等问题,插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)作为当前技术条件下一种实现节能减排的有效方法,受到了政府和企业的重点关注。而PHEV的能量管理策略优劣又直接影响PHEV的节能减排能力。智能交通技术的发展为能量管理策略制定提供了新的思路。融合智能交通信息对未来工况进行长期预测,能为能量管理策略的实时优化提供参考。为更好的对PHEV动力进行分配,进一步提高PHEV燃油经济性,本文以P2.5构型PHEV为研究对象,开展了基于历史数据和交通信息的PHEV预测能量管理策略研究。主要研究内容如下:(1)分析P2.5构型PHEV系统结构,详细阐述各工作模式下的功率流,并基于台架实验数据建立了关键部件数值模型。建立基于规则的能量管理策略,确定两种运行模式下的工作模式,制定模式切换条件和转矩分配规则,以重复的NEDC工况验证所建立数值模型的有效性和基于规则的能量管理策略的合理性,为后续能量管理策略的制定提供参考。(2)建立基于动态规划(Dynamic Programming,DP)算法的PHEV能量管理策略,研究了动态规划的求解方法,实现最优的能量分配。在重复的NEDC工况下,研究全局能量最优分配下电池荷电状态(State of Charge,SOC)的变化规律,为理论SOC参考轨迹的建立奠定理论基础。与基于规则的控制策略结果相对比,基于DP策略的燃油经济性有较大提升,验证所提出的基于DP算法的PHEV能量管理策略的有效性,也为后文的能量管理策略提供参考。(3)构建了基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的PHEV能量管理策略,将DP与MPC相结合,进行优化求解。研究减小动态规划计算量的方法。利用两种预测模型对未来车速进行预测,对比两种预测模型预测效果。对基于MPC的能量管理策略进行仿真分析。在预测时域内,基于真实车速,验证SOC参考轨迹的必要性,验证滚动优化方法的有效性。对比了基于规则、基于DP和基于两种预测模型的MPC控制策略的仿真结果。仿真结果表明,基于MPC的能量管理策略燃油经济性明显优于基于规则的能量管理策略,且燃油经济性接近基于DP策略的结果,验证了MPC策略的有效性。同时,两种车速预测模型下的MPC策略结果也表明了提升车速预测精度能提升燃油经济性。在真实车速下的MPC策略控制效果也表明了理论SOC参考轨迹存在一定局限性。(4)提出了基于历史数据和交通信息的PHEV预测能量管理策略。针对PHEV在行程结束时期望SOC减低到最低值的需求,提出了基于驾驶员历史行车数据和实时交通信息对SOC规划的方法,从全局的角度对SOC进行规划,规划出的SOC轨迹作为短期预测区间内的约束引入第四章所提出的MPC策略中,进行实时求解。阐述了如何结合历史数据、交通信息以及当前位置信息对全局工况进行预测的方法和根据全局工况预测结果对SOC进行规划的方法。为获取历史行车数据,在Prescan中重构了Vissim的小型交通环境,在此基础上,通过驾驶设备从构建的交通环境中获取历史行车数据。开展了仿真验证,对比分析了有无交通信息帮助下的MPC策略、基于规则策略和基于DP策略的结果。仿真结果表明,有无交通信息参与下的MPC策略燃油经济性都明显优于基于规则的策略;在交通信息参与下的MPC策略燃油经济性达到了基于DP策略的90.65%,比基于理论SOC轨迹的MPC策略经济性提高了1.33%,验证了所提出预测能量管理策略的有效性。
其他文献
近几年,多智能体系统的蜂拥控制引发了各个领域的关注和研究,其对应的蜂拥控制算法在很大程度上推动了分布式控制理论的发展,研究成果更是广泛的应用在海底自治潜艇、无人机编队、水下机器人编队等方面。蜂拥运动是有群体共同目标,大量个体相互作用的群体行为。本文针对智能车队通行效率与安全性问题,设计基于多智能体位置信息的多智能体蜂拥控制算法,然后将其应用于智能车队中,并设置了四种不同类型的典型场景联合仿真对算法
位移传感器是诸多高端装备中的重要组成部件,在科学研究和工业生产中具有重要的应用价值。磁场式时栅位移传感器的信号主要采用一种“鉴相"的信息解调方式,其对行波信号的质量要求较高。目前该类型传感器存在以下问题:其一,感应线圈和激励信号线圈间存在寄生电容,信号容易窜扰;其二,极对内误差通常含有4次谐波成分;其三,绝对式磁感应时栅传感器结构复杂,体积较大。基于以上原因,本文提出了一种基于磁阻复合调制的绝对式
高熵合金作为一种新型多主元合金材料,打破了以一种或者两种元素为主要元素的传统合金设计理念。最初提出的高熵合金存在强韧化性能的共存问题,但通过合金成分设计可在高熵合金中激活相变诱导塑性(TRIP)效应,优化了高熵合金的强韧化协调性能。另外,掺杂高硬度陶瓷颗粒的复合材料可实现高耐磨性能。鉴于此,本论文将基于一种良好强韧化性能的TRIP型高熵合金,掺杂陶瓷颗粒,设计一种能够同时提高强韧化和耐磨性能的高熵
伴随着全球经济的高速发展,全球汽车市场的保有量日益增高。与此同时,能源消耗及环境的污染问题也表现越来越严重。在汽车工业快速发展的同时,对白车身进行轻量化设计优化,是有效解决能源消耗及环境污染问题的途径,最终较好的实现节能减排。目前,对汽车进行轻量化优化较为成熟的技术路线主要有三个:对车身结构尺寸的优化,采用新型材料的优化以及对新型成型工艺的优化。本项目车型以BIP白车身为研究对象,采用灵敏度分析法
创伤性脑损伤是道路交通事故中导致人员伤亡的主要损伤形式,研究结果表明因重度创伤性脑损伤导致人员死亡占道路交通事故总死亡人数的比例超过30%,严重危害着国民生命安全。因此,厘清碰撞载荷与脑损伤生物力学特性,从而为人员防护装备、汽车安全技术的开发和汽车安全相关法规的完善提供科学依据,具有重要的学术价值和实际意义。本文的主要研究目的是研究计入脑神经纤维特征的颅脑模型跨尺度耦合建模方法,完成颅脑-神经纤维
地震勘探技术是油气资源勘察的重要技术手段之一,通过分析获得的油气勘探信号有助于分析地下的储层环境。油气勘探信号的解释研究在发展的过程中不断引进新的技术手段,摒弃了之前通过人工进行信号解释的方法,在客观性与准确度上都有了很大的提高。对勘探区域采集到的信号进行准确的分类有助于解释人员了解地下结构,因此高精度的信号处理与信号解释对油气勘探研究有着重要的意义。本文阐述了油气勘探信号解释研究的背景意义,对现
随着无线充电技术和传感器技术的快速发展,无线可充电传感器网络(Wireless Rechargeable Sensor Networks,WRSN)已受到广泛关注,采用无线充电技术能够对网络传感器节点及时补充能量,克服恶劣环境或人为等因素导致的节点能量不足,从而保证网络的正常运行。由于水下环境恶劣和复杂,人们很难对水下传感器网络节点的电池进行定期地维护和更换,从而导致节点因为电池能量耗尽造成的网络
航空发动机叶片是飞机的高精密核心零件,其加工轮廓精度和表面质量对其服役环境下的气流动力性能和疲劳寿命等影响巨大。如何提高航发叶片加工精度和表面质量一直是航空制造业领域研究的重点和难点。目前,砂带磨削已成为保证叶片型面精度和表面质量的一种最终加工工艺方式,但其柔性磨削的特点以致很难保证叶片材料的精准去除。针对前序工艺铣削加工后的叶片精度差、余量分布不均匀的问题,砂带磨削工艺无法通过控制刀具几何位置来
本文以典型的再结晶退火态商业纯锆板材(Zr702)为研究对象,综合采用基于场发射枪扫描电镜(FEG-SEM)的电子通道衬度(ECC)成像和电子背散射衍射(EBSD)技术分别对激光表面处理(LST)、50%轧制和退火(于550°C保温10-600 min)后样品表层和心部区域的微观组织特征演变进行细致地表征,并探究了激光表面处理-轧制退火(LST-RA)工艺制备梯度等轴晶的形成原因,还探讨了不同方式
本文基于Deform-3D软件有限元数值模拟软件,对AA6063/AZ31B双金属复合棒材挤压剪切制备成形过程进行了数值模拟,首先是分析了在成形过程中的网格变化、温度的场分布情况、应力应变情况、以及各工艺参数对载荷以和温度场分布的影响情况等;紧接着利用正交试验方法确定了理论成形最优工艺参数;最后通过物理挤压实验制备复合棒材,利用先进的材料组织性能表征手段对复合棒材进行了界面结合层形貌、微观织构以及