低溫條件下PluG-in柴電混合動(dòng)力汽車綜合優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染的加劇，能源危機(jī)突顯，為尋求汽車燃油消耗與排放之間最優(yōu)的成本效益平衡，汽車行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。插電式混合動(dòng)力汽車(Plug-inHybrid Electric Vehicles，PHEV)依靠較高的電池儲(chǔ)能和外接充電裝置可以有效地減少整車燃油消耗，降低整車有害氣體的排放，已成為國家實(shí)現(xiàn)車輛節(jié)能減排的重要技術(shù)手段之一。
　　作為插電式混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一，整車能量管理策略優(yōu)化分配發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間的功率或轉(zhuǎn)矩，從而

2、實(shí)現(xiàn)油耗與排放的綜合優(yōu)化控制。在寒冷環(huán)境下，環(huán)境溫度不僅影響電池壽命和充放電能力，而且也嚴(yán)重影響著柴油機(jī)后處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率，即選擇性催化還原催化器(selective catalytic reduction，SCR)對(duì)氮氧化物的吸收與轉(zhuǎn)化。因此考慮溫度對(duì)整車性能的影響，研究低溫環(huán)境下Plug-in柴電混合動(dòng)力汽車綜合優(yōu)化控制具有重要的意義。
　　本文以某Plug-in柴電混合動(dòng)力汽車為研究對(duì)象，考慮低溫因素以降低整車油耗和NOx排

3、放量為研究目標(biāo)，設(shè)計(jì)與研究了Plug-in柴電混合動(dòng)力汽車綜合優(yōu)化控制策略，本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值計(jì)算方法，在Matlab/Simulink軟件下搭建了Plug-in柴電混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)主要部件模型，包括發(fā)動(dòng)機(jī)模型、電機(jī)模型、電池模型、SCR動(dòng)力學(xué)模型、模糊控制駕駛員模型以及整車動(dòng)力學(xué)模型，以此為整車能量管理策略的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證提供了仿真平臺(tái)。
　　(2)根據(jù)PHEV的工作模式，即電量消耗(

4、Charge Depletion，CD)和電量保持模式(Charge Sustaining，CS)，建立了基于規(guī)則的邏輯門限值控制策略，制定了各個(gè)模式之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，并通過仿真驗(yàn)證了所建立的CD-CS規(guī)則控制策略的正確性。
　　(3)依據(jù)龐特里亞金極小值原理(Pontryagin's minimum principle，PMP)，建立電池荷電狀態(tài)(state of charge，SOC)、電池溫度和SCR催化器溫度三狀態(tài)變量的最短

5、時(shí)間優(yōu)化控制策略和以降低油耗與NOx排放量為優(yōu)化目標(biāo)的包含發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化起停的Plug-in柴電混合動(dòng)力汽車油耗與排放最優(yōu)控制策略。針對(duì)建立的優(yōu)化控制策略進(jìn)行仿真分析，其結(jié)果表明，在低溫條件下基于最短時(shí)間與最少燃料優(yōu)化方法的Plug-in柴電混合動(dòng)力汽車油耗與排放最優(yōu)控制策略可以有效地降低油耗與排放。
　　(4)基于dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)建立了Plug-in柴電混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架快速控制原型試驗(yàn)，并利用Control Desk建立可視