【摘 要】
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混合动力电动汽车(HEV)的能量管理策略对整车燃油经济性具有明显影响,是HEV研究领域的核心内容之一。本文以单轴并联式HEV为研究对象,为实现进一步提高整车燃油经济性的目标,对HEV能量管理策略的优化及其工况适应性进行研究。主要内容如下:基于Matlab/Simulink搭建了HEV整车燃油经济性仿真模型,其主要包括基于相关实验数据建立的发动机、电动机、电池和变速器等部件子模型,以及根据整车原始逻
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混合动力电动汽车(HEV)的能量管理策略对整车燃油经济性具有明显影响,是HEV研究领域的核心内容之一。本文以单轴并联式HEV为研究对象,为实现进一步提高整车燃油经济性的目标,对HEV能量管理策略的优化及其工况适应性进行研究。主要内容如下:基于Matlab/Simulink搭建了HEV整车燃油经济性仿真模型,其主要包括基于相关实验数据建立的发动机、电动机、电池和变速器等部件子模型,以及根据整车原始逻辑规则策略的限制条件和阈值搭建的整车逻辑规则策略模型。为HEV能量管理策略的研究提供了平台。构建了天津地区HEV典型行驶工况。为使所构建的典型行驶工况更加准确地反映研究车型在实际道路工况下的能耗,以特征参数与油耗的相关系数为权重对欧几里得贴合度进行权变,并以此为依据优选类内工况。与实测数据相比,所构建的典型行驶工况特征参数平均误差为9.39%,速度-加速度概率密度分布与试验数据基本吻合。此外,该典型合成工况与法规测试循环在平均车速等方面存在明显差异,体现了实际运行环境的影响,为HEV能量管理策略的工况适应性研究提供基础。针对最优策略难以工程应用而规则策略不能充分发挥HEV节油潜力的问题,提出了一种基于全局优化策略指导规则策略改进的HEV能量管理策略优化方法,其通过以下步骤实现:首先,将发动机起动后的模式切换条件及发动机扭矩转移MAP选为HEV能量管理策略的优化参数;然后,在已知优化参数的前提下基于全局优化理论中的动态规划(DP)设计了HEV最优策略模型,计算结果表明,基于DP的能量管理策略能够保证发动机起动时刻与原规则策略一致,可以有效地指导所选参数的优化;最后,基于DP策略下发动机与电动机之间的最佳扭矩分配结果指导所选参数的优化,仿真结果表明,在全球轻型汽车测试循环(WLTC)下,研究车型的能耗降低了2.16%。为解决基于标准工况优化的HEV能量管理策略在目标城市实际道路工况下的节油潜力难以充分发挥的问题,基于典型行驶工况下的最优能量分配对所优化的规则策略进一步调整,仿真结果表明,与基于WLTC工况的优化相比,基于WLTC工况和典型行驶工况的优化结果不仅改善了HEV逻辑规则策略的工况适应性,而且能进一步提高WLTC工况下的整车燃油经济性。
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