毕业论文《插电式混合动力汽车控制策略参数优化》

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1、插电式混合动力汽车控制策略参数优化摘要对于明显地减少石油消费，插电式混合动力电动汽车（PIIEV汽车）提供了一个很大的可能。混合动力电动汽乍的燃汕经济性高度依赖全电动范围（AER）和控制策略。以往的研究已经农明，除了混合动力电动汽乍的参数影响其燃油经济性外（混合动力乍），P1IEV汽征的控制策略也受出行距离的影响。这个额外的参数使得乎动调整参数來最人限度地减少油耗更加闲难。木研究使用预传输并联式混合动力电动汽乍模型和电动汽车动力系统分析工具进行研发。非梯度算法遗传算法被用于优化主要的控制策略参数。对于初

2、步设计和最终的优化设计的燃油经济性和PHEV汽车的主要性能指标均进行过比较。从整个设计空间的广泛搜索得出了一个最优控制解决方案，该方案可以从物理状况洞察到PHEV的操作。关键字：插电式混合动力电动汽车控制策略仿真优化1.引言对于过去的几年屮，山于潜在的燃料位移技术的提供，在混合动力电动汽车（PHEV）技术的研究和开发上美国能源部（DOE）花了相当大的努力。能源部通过汽车燃料來源多样化描述了不同的活动实现其冃标所船，启动了以减少对外国石汕的依赖的冃标的PHEVR&D计划［1］。能源部将使用阿贡国家实验室的

3、（Argonne!*s）动力系统分析工具（PSAT）引导其分析活动，指出阿贡的PSAT将采用各种各样的主要电范围，考虑所有的电场和充放电战略來用于设计和评估一系列的PHEV汽年。PSAT的［2,3］是设计作为一个单一的工具，可以用來满足汽车从造型到控制整个开发过程中的工程要求。其中PSAT的最垂要的特点之一是，它是一个前瞻性的模型，是一个PSAT允许用户使用真正的命令模拟真实世界情形。出于这个原因，PSAT被称为一个基于命令或驱动程序的驱动模型。根植于Matlab/Simulink/Stateflow［

4、4］,该软件允许•个广泛的汽车应用模拟，包折轻盘（两驱和四轮驱动），中型和重型乍辆。2004年，PSAT,这个主要的汽车仿真丁具使得能源部卜届公诃能源效率公司和可再/能源（EERE）FreedomCAR和车辆技术计划［5］收到一个R&D100奖，该奖项强调了來自世界各地的100个用于商业用途的最佳新产品和新兴技术提供。汽车分析的主要成果Z—是为R&D/征求定义了组件的性能指标和要求。PSAT已被用来设置电池的技术指标［6,7］,这是用丁开发美国先进电池联合会（USABC）的PHEV的提案请求［8］。除了

5、混合动力电动汽车参数影响混合动力电动汽车的控制策略外（如充电电池状态或驱动周期），一些研究已经证明驾驶距离对PHEVs燃油位移的影响（文献［9］）。这个额外的参数使得手动调整参数，故犬限度地减少油耗更加困难。H前已有人量的优化算法，他们可以以不同的方式分类;例如，局部最优算法与全局优化算法，确定性优化算法与随机优化算法或基于梯度算法与衍生算法。优化算法的正确选择对于混合动力系统设计中的应川并不明显。在木文中，遗传（除以矩形）算法已被选为密/根州大学选择用于前期工作的基础［10］。木文将着垂对一个具有10

6、英里纯电动行驶能力的预传输并联混合动力汽车参数进行优化。在描述了车辆及其逻辑控制策略后，我们将评估行驶周期和行驶距离中控制的几个关键参数的影响。山于这个平台是用來定义USABC电池短期需求，用于模拟的车辆类是中mSUVo选定的组件，如表1所示，是那些已在阿贡国家实验室移动先进的汽车测试平台（马特）实施的组件。马特［11］是在汽车系统环境卜•用于评佔组件技术的滚动底盘。丿衣于优化结果的控制策略的研发，最终将在硬件上实施和测试。表1:丫辆的主要技术参数组件技术参数发动机2.2L,100kW的福特的Durat

7、ec电动机60kWPM屯机电池锂电池,75KW,23Ah变速器5挡自动变速器;传动比:[3.22,2.41,1.55,1,0.75]迎风而积2.76主传动比3.58风阻系数0.395滚动系数0.008（加上速度影响）车轮半径0.33m车辆质量1823kg在这项研究中，电池的方程被用于推导出计算…个插件混介动力汽车屯池的阻抗。研究方程來表达的插电式电动汽车电池的电池内阻比研究方程制作混介动力汽车屯池标准更复杂，因为插电式电池在汽车操作过程中可能周期性的持续数分钟的充电和放电。理想的悄况下，方程应能够重现测

8、得的-个完整的恒流充放电电压Illi线，以及迅速变化的电流条件下的电池内阻。电床和电流数据是可以获得的，他们在阿贡国家实验室已被测量，并且被SAFT编造为单元格形式。这些表格数据是在阿贡国家实验室测量的，测量的是一个3小时恒流放电和混合脉冲动力性能（HPPC）测试[11].这些数据均符合电子仿真模型与两个时间常量的形式（图1）：在这种关系中，OCV和VL分别是开路电压，负载电压；，和是欧姆电阻和极化阻抗；和是极化电流与负载电流的比例。极化电