发动机标定试验及并联式插电型混合动力系统能量管理策略研究

作     者：刘成豪 

作者单位：西华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾东建

授予年度：2019年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：插电式混合动力汽车 Matlab/Simulink 能量管理策略 逻辑门限 模糊控制 

摘      要：随着应对因能源危机和环境污染问题而导致的越加严格的排放法规和油耗法规,插电式混合动力汽车成了向纯电动汽车过度的研究热点。由于拥有两种动力源,且具备直接获取电网电能的能力,插电式混合动力汽车既能拥有较混合动力汽车更好的经济性和排放性,又能解决纯电动汽车储能不足,续航较短的问题。但因为插电式混合动力汽车因工况条件的不同,其工作模式也会发生多种变化,而在不同工作模式中合理高效的分配需求转矩成了降低整车能耗首要问题。合理的能量管理策略是在满足整车动力性的前提下,尽可能的使发动机,电机以及动力电池工作在高效区间内,使整车运行效率最高。本论文根据校企合作项目‘一款混合动力系统研制试验’,对某款皮卡汽车进行P2构型并联插电混合动力系统能量管理策略研究。论文进行的主要工作有:对混合动力系统选用的目标发动机进行自主开发平台控制标定。经过标定后,发动机最大输出转矩为228Nm,最低燃油消耗率为235g/kWh,燃油经济区域为转速1500000rpm,负荷8050Nm。根据项目所选取的各部件性能参数,通过理论分析,在Matlab/Simulink中搭建了试验数据为主的模块化PHEV混合动力系统前向仿真模型。车速跟随仿真试验结果表明,所搭建仿真平台可以用于控制策略开发。在Matlab/Simulink中基于电量消耗和电量保持工作模式,针对插电式混合动力系统的工作特点,分别设计了基于逻辑门限的能量管理系统和基于模糊规则的能量管理系统。两种策略都只在电量保持阶段启动发动机。NEDC循环工况和WLTC循环工况下进行了仿真验证。仿真结果表明,在NEDC循环工况下,模糊控制策略和逻辑门限控制策略都具有较好的SOC控制效果,但模糊控制策略节油效果显著,节油约11%;在WLTC循环工况下,模糊控制策略的SOC控制效果优于逻辑门限控制策略。基于模糊规则的能量管理策略的百公里油耗比基于逻辑门限的能量管理策略有更好的油耗表现,节油约10%。