混聯(lián)式混合動(dòng)力客車能量?jī)?yōu)化管理策略研究.pdf

1、作為一種新型的城市公共交通工具,混合動(dòng)力客車由于具備良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性日益受到各方的關(guān)注。串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)適合低速工況,并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)則具備較好的高速運(yùn)行性能,混聯(lián)式混合動(dòng)力客車綜合了兩者的優(yōu)勢(shì),因此它適合復(fù)雜多變的運(yùn)行工況,如城市公交工況。在目前國(guó)內(nèi)公交客車多采用手動(dòng)變速箱和不掌握重型自動(dòng)變速箱技術(shù)的前提下,本文設(shè)計(jì)了一種采用手動(dòng)變速箱作為串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)切換裝置的變速箱后耦混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),該手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱具有可替換性

2、。
　　 目前該混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)被成功應(yīng)用于SWB6116HEV混合動(dòng)力客車。以SWB6116HEV混合動(dòng)力客車為研究對(duì)象,本文在動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)、能量管理策略設(shè)計(jì)和優(yōu)化、以及車輛性能驗(yàn)證等方面展開了研究。
　　 數(shù)字仿真技術(shù)是評(píng)估車輛性能、分析車輛特性和進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化的有效方法。在以前的研究基礎(chǔ)上,文章中建立了混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的各個(gè)零部件(包括動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng))以及整車數(shù)學(xué)模型,在Matlab/Simul

3、ink軟件環(huán)境下形成了一個(gè)通用的混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車仿真軟件。該軟件被用來(lái)進(jìn)行能量管理策略評(píng)估和控制參數(shù)優(yōu)化。
　　 能量管理策略是混合動(dòng)力汽車節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵,它是混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的核心。文章提出一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)工作優(yōu)化的多模式邏輯規(guī)則能量管理策略,以期在滿足車輛駕駛性能的前提下降低車輛在城市公交工況下的油耗和污染物排放。利用有限狀態(tài)機(jī)理論在Matlab/Stateflow軟件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了整車能量管理策略,并在開發(fā)的仿真程序上進(jìn)行了

4、性能驗(yàn)證。在該能量管理策略中,引入串聯(lián)充電門限和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)“起-?！睜顟B(tài)等控制變量,以滿足維持混聯(lián)系統(tǒng)荷電狀態(tài)的需要、減少發(fā)動(dòng)機(jī)“起-?！贝螖?shù)。
　　 能量管理控制參數(shù)的優(yōu)化是一個(gè)影響車輛性能的重要因素。以在維持電池荷電狀態(tài)前提下降低燃油消耗為優(yōu)化目標(biāo),采用罰函數(shù)的方法構(gòu)造優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),利用基于數(shù)學(xué)交叉和變異的實(shí)值編碼遺傳優(yōu)化算法,對(duì)SWB6116HEV的能量管理參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 基于安裝了自動(dòng)變速系統(tǒng)的混聯(lián)動(dòng)力系

5、統(tǒng)架構(gòu),文章理論研究了混聯(lián)式混合動(dòng)力客車的模糊規(guī)則能量管理策略。該能量管理策略包含了兩個(gè)串行聯(lián)接的模糊控制器,分別被用來(lái)決策車輛的串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)狀態(tài)和控制并聯(lián)結(jié)構(gòu)下的轉(zhuǎn)矩分配。仿真結(jié)果證明了該方法的可行性。
　　 文章最后介紹了混聯(lián)式混合動(dòng)力客車整車CAN控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)原理和整車控制器的開發(fā)方法。作者設(shè)計(jì)了一種基于CAN網(wǎng)絡(luò)通訊的工況測(cè)試輔助&采集系統(tǒng),該系統(tǒng)幫助駕駛員駕駛車輛跟蹤參考工況車速,采集車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能數(shù)據(jù)。測(cè)