中度混合动力汽车匀速下坡再生制动策略优化

论文摘要

混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle),是传统内燃机汽车与纯电动汽车相结合的一种汽车型式,继承了纯电动汽车低排放、高效率的优点,又保持了传统内燃机汽车优良的动力性、续驶里程长的长处,是解决能源短缺和改善环境的有效手段之一,也是目前最切实可行、可批量生产的新一代清洁汽车。再生制动对混合动力汽车的燃油经济性、排放性和行驶安全性都有直接影响,是混合动力汽车的关键技术之一,它能在车辆减速或制动过程中,在保证车辆制动性能的条件下,将车辆动能或位能通过发电机转化为电能储存在蓄电池中,实现再生制动能量回收,同时产生车辆所需全部或部分制动力。既实现了车辆的减速和制动,又有效地降低了整车的燃油消耗和排放。本文对中度混合动力汽车匀速下坡再生制动能量回收策略优化问题进行了研究。对混合动力汽车匀速下坡再生制动过程进行了动力学分析;基于蓄电池充电效率模型、蓄电池温升模型及发电机效率模型,分别以混合动力汽车瞬时再生制动能量回收量最大和总制动能量回收量最大为优化目标,提出了瞬时再生制动优化控制策略和全局优化控制策略;计算了汽车在不同坡度和坡长的路况上匀速制动时的再生制动能量回收效率,并对结果进行了分析比较,结果表明全局优化控制策略有效地控制了混合动力汽车匀速下坡再生制动过程中蓄电池的温升速度,提高了再生制动能量回收效率,且全局优化控制策略优于瞬时优化控制策略;结果还表明坡度愈大或坡长愈长时,采用全局优化控制策略提高再生制动能量回收效率的效果愈显著;文中还根据计算结果具体分析了蓄电池温度和发电机效率对混合动力汽车再生制动能量回收效率的影响;分析了汽车车速对再生制动能量回收效率的影响,研究表明坡长与坡度一定时,一定车速范围内随着车速的增大,采用全局优化与瞬时优化控制策略的汽车再生制动能量回收效率均降低,但前者优化控制效果优于后者。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题的来源及研究意义
• 1.1.1 问题的来源
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究背景及现状
• 1.2.1 混合动力汽车研究背景及现状
• 1.2.2 混合动力汽车再生制动控制策略研究背景及现状
• 1.3 本文研究的目的和研究内容
• 2 车辆定位与导航系统原理
• 2.1 引言
• 2.2 全球定位系统与地理信息系统
• 2.2.1 全球定位系统
• 2.2.2 地理信息系统
• 2.3 车辆定位与导航系统的功能及组成
• 2.3.1 车辆定位与导航系统的功能
• 2.3.2 车辆定位与导航系统的组成
• 2.4 本章小结
• 3 中度混合动力汽车匀速下坡再生制动系统建模
• 3.1 引言
• 3.2 中度混合动力汽车再生制动系统的工作机理和建模
• 3.2.1 中度混合动力汽车结构
• 3.2.2 中度混合动力汽车再生制动系统工作机理
• 3.2.3 中度混合动力汽车匀速下坡再生制动系统建模
• 3.3 电动机/发电机的建模
• 3.4 蓄电池建模
• 3.4.1 蓄电池充电效率模型
• 3.4.2 蓄电池温度模型
• 3.5 本章小结
• 4 中度混合动力汽车匀速下坡再生制动优化控制策略
• 4.1 引言
• 4.2 匀速下坡再生制动能量回收瞬时优化控制研究
• 4.2.1 匀速下坡再生制动能量回收瞬时优化控制策略数学模型
• 4.2.2 瞬时优化算法步骤
• 4.3 匀速下坡再生制动能量回收全局优化控制研究
• 4.3.1 动态规划方法
• 4.3.2 动态规划逆序算法及其程序设计
• 4.3.3 匀速下坡再生制动能量回收全局优化控制策略数学模型
• 4.4 本章小结
• 5 匀速下坡制动工况再生制动优化控制计算及分析
• 5.1 引言
• 5.2 匀速下坡制动工况再生制动优化控制计算及分析
• 5.2.1 一定坡长不同坡度制动工况下的优化控制计算和分析
• 5.2.2 一定坡度不同坡长制动工况下的优化控制计算和分析
• 5.2.3 不同车速下坡制动工况下的优化控制计算和分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目