混合動力電動汽車能量管理策略研究【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)含任務(wù)書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】
混合動力電動汽車能量管理策略研究【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)含任務(wù)書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】,混合,動力,電動汽車,能量,管理,策略,研究,鉆研,獨(dú)家,畢業(yè),課程設(shè)計(jì),任務(wù)書,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯,中期,答辯,ppt
開 題 報 告 1.結(jié)合畢業(yè)論文情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述: 文 獻(xiàn) 綜 述 1、選題背景 汽車在給人類帶來無數(shù)便利的同時,也伴隨著帶來了眾多不利影響。據(jù)統(tǒng)計(jì) 2010年世界汽車保有量約 10 億輛。預(yù)計(jì)目前世界汽車保有量約 12 億輛左右。 隨著全球石油資源的日益枯竭和環(huán)境保護(hù)力度的加大 ,迫使全球汽車工業(yè)開發(fā)新型汽車動力系統(tǒng) ,融合傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動力汽車成為當(dāng)今最具應(yīng)用前景的低排放、低能耗汽車 。 作為一種新型的多能量源交通工具 ,混合動力汽車的性能與其采用 的能量管理策略密切相關(guān)。在滿足汽車動力性能的前提下 ,能量管理策略應(yīng)當(dāng)能夠根據(jù)汽車動力系統(tǒng)的特性及實(shí)時的運(yùn)行工況 ,實(shí)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)、電機(jī)之間合理的轉(zhuǎn)矩分配 ,以獲得整車最大的燃油經(jīng)濟(jì)性能、最低的排放以及平穩(wěn)的駕駛性能。 因此在我國研究發(fā)展混合動力電動汽車不是一個臨時的的短期措施,而是意義重大的、長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考慮。 能量管理對于提高混合動力電動汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、駕駛性能及減少排放具有至關(guān)重要的作用 . 世界各國正大力發(fā)展電動汽車,研發(fā)方向大體分為 3 類:純電動汽車 (混合動力汽車 (燃料電池汽車 ( 關(guān)于雙儲能單元的電動汽車能量管理控制策略的研究很少。 現(xiàn)有的混合動力汽車控制策略主要有: (1)簡單地限定發(fā)動機(jī)工作區(qū)的靜態(tài)邏輯門限控制策略; (2)通過實(shí)時計(jì)算比較確定發(fā)動機(jī)和電機(jī)的最佳工作點(diǎn)的瞬時優(yōu)化控制策略; (3)基于模糊邏輯等的智能控制策略; (4)應(yīng)用最優(yōu)控制理論和最優(yōu)化方法的全局最優(yōu)控制策略。然而這種能量存儲并聯(lián)單元的工作特性與采用內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)的混合動力系統(tǒng)有很大區(qū)別,因此,迫切需要在分析吸收目前已有的混合動力電動汽車能量管理策略研究成果的基礎(chǔ)上, 研究這類系統(tǒng)的能量優(yōu)化管理策略。 混合動力電動汽車 電池及管理系統(tǒng) [1]: 研究電池單體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及體系配比技術(shù),研究系統(tǒng) 算和控制技術(shù),電池系統(tǒng)高效管理技術(shù),系統(tǒng)熱、電、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化集成技術(shù);研究系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證評價技術(shù);可靠性滿足整車集成要求,安全性、電磁兼容性等滿足國家標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)規(guī)范要求。 混合動力電動 汽車電機(jī)及控制系統(tǒng) [2]: 研究電機(jī)與發(fā)動機(jī)、電機(jī)與變速箱等機(jī)電耦合裝置集成技術(shù),研究雙(單)電機(jī)控制器的集成技術(shù),研究電機(jī)及其控制系統(tǒng)的 性能提升與安全控制技術(shù),研究電機(jī)及其控制系統(tǒng)的可靠性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容以及減振降噪技術(shù),研究批量生產(chǎn)的先進(jìn)制造和質(zhì)量控制技術(shù)。 目前能量管理策略的 2種研究方法 —— 基于動力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的控制策略和基于行駛工況的控制策略的優(yōu)勢及不足。著重針對基于行駛工況的控制策略進(jìn)行探討 ,指出:基于已知行駛工況的全局優(yōu)化策略運(yùn)算過程耗時長且計(jì)算量大 ,難以直接在實(shí)車上應(yīng)用 ,但可用于作為理想的優(yōu)化控制參考目標(biāo) ;為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時優(yōu)化控制 [3],目前主要采用基于工況識別的控制策略與基于模型的預(yù)測控制等方法 ,探索基于行駛 工況預(yù)測的實(shí)時優(yōu)化控制策略并獲得接近離線優(yōu)化的控制效果 ,成為新的研究熱點(diǎn)和管理控制策略的研究趨勢。 為進(jìn)一步優(yōu)化并聯(lián)的經(jīng)濟(jì)性 ,增強(qiáng)其能量管理策略的魯棒性 ,針對高混合率 ,分析了常用的發(fā)動機(jī)最優(yōu)曲線能量管理策略的不足 ,提出了以功率差、電池組荷電狀態(tài)和電機(jī)轉(zhuǎn)速為輸入 ,以決定電機(jī)功率的比例系數(shù)為輸出的模糊邏輯功率分配策略 ,在線計(jì)算電機(jī)所應(yīng)承擔(dān)的功率 ,達(dá)到了優(yōu)化發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)、電機(jī)效率和電池組荷電狀態(tài)平衡的目的 4]。 混合動力電動 汽車能量管理系統(tǒng)控制策略 [5]的目標(biāo)是合理地分配發(fā)動 機(jī)、電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)管理、效率與排放的最佳平衡。目前并聯(lián)式混合動力控制策略主要有邏輯門限控制策略、瞬時優(yōu)化控制策略、全局最優(yōu)控制策 略及基于模糊邏輯或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能控制策略,但只有邏輯門限控制策略在實(shí)際商品化的汽車中得到了廣泛應(yīng)用。將邏輯門限控制策略和智能算法相結(jié)合,改進(jìn)邏輯 門限控制策略,更好地實(shí)現(xiàn)能量的控制和分配,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 能量管理對于提高混合動力電動汽車 (燃油經(jīng)濟(jì)性、駕駛性能及減少排放具有至關(guān)重要的作用 題的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀進(jìn)行了全面總結(jié) ,從不同角度對混合動力電動汽車的能量管理問題進(jìn)行描述 ,并對主要能量管理策略進(jìn)行了分析和對比研究 ,指出各種控制方法的優(yōu)點(diǎn)及其存在的問題與不足 ,最后對混合動力電動汽車能量管理策略研究的未來發(fā)展方向進(jìn)行了展望 [6]。 面對能源和環(huán)境的巨大壓力 ,混合動力汽車已成為世界汽車產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域 ,其中 ,能量管理系統(tǒng)是相關(guān)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn) 現(xiàn)階段的能量管理策略可以分為基于確定規(guī)則的控制策 略、基于模糊規(guī)則的控制策略、基于瞬時優(yōu)化的控制策略、基于全局優(yōu)化的控制策略四種 [7]文中分析并比較這四種能量管理策略 ,基于模糊規(guī)則的控制策略自適應(yīng)性強(qiáng)和基于瞬時優(yōu)化的控制策略精確度高 ,應(yīng)給予關(guān)注 。 燃料電池 /蓄電池混合動力電動汽車存在動力的耦合和分離過程 ,能量管理策略比較復(fù)雜。為了進(jìn)一步合理分配燃料電池和蓄電池之間的動力輸出 ,增強(qiáng)其能量管理策略的魯棒性 ,從理論上分析了燃料電池 /蓄電池雙能源電動汽車的功率分配方法 [8],用立了功率跟隨模式控制策略的仿真模型 ,利用 并聯(lián)框架完成燃料電池 /蓄電池雙能源混合動力汽車能量管理的建模與仿真。結(jié)果表明該電動汽車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配合理 ,能滿足動力性設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。 能源管理系統(tǒng) [9]是混合動力電動車的一個重要管理系統(tǒng) 儲、分配與回收 ,是實(shí)現(xiàn)混合動力電動車的關(guān)鍵技術(shù)之一 本系統(tǒng)具有抗干擾性好、可靠性高、控制簡單、成本低等特點(diǎn) 試運(yùn)行情況良好 。 電動汽車電能供給方式、電動汽車充電站建設(shè)典型模式、系統(tǒng)功能需求 ,以形成系統(tǒng)服務(wù)體系 的框架 ,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、多代理等新技術(shù) ,從硬件設(shè)備及通信角度設(shè)計(jì)了能量管理系統(tǒng)的開發(fā)方案 ,使充電站結(jié)合自身的情況 ,在電網(wǎng)穩(wěn)定的前提下盡可能地滿足電動車的要求 ,統(tǒng)籌好電網(wǎng)、充電站、電動汽車三者的利益。研究成果對于促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要的意義 [10]。 控制策略 [11]是混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文結(jié)合國家 “ 863”計(jì)劃電動汽車重大專項(xiàng)的研究課題“電動汽車控制算法與基礎(chǔ)技術(shù)研究”的研究工作,針對串并聯(lián)混合動力汽車分別建立了串聯(lián)和并聯(lián)混合動力汽車的仿 真模型及其相應(yīng)的能量管理控制策略。并在此基礎(chǔ)上, 應(yīng)用模糊邏輯技術(shù),制定了模糊邏輯控制策略,構(gòu)建了模糊推理器,用以確定發(fā)動機(jī)和電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)矩分配。 以并聯(lián)混合動力汽車為研究對象, 種循環(huán)工況的仿真結(jié)果顯示,在燃油經(jīng)濟(jì)性方面,模糊控制與電輔助控制相比,模糊控制下的 整車燃油經(jīng)濟(jì)性分別提高 9. 3%、 8. 4%和 7. 6%。 混合動力電動汽車是解決當(dāng)今環(huán)境污染和能源危機(jī)的一種有效車型,零部件的匹配優(yōu)化以及整車的控制策略是混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù) [12]。本文以某混聯(lián)型混合動力電動汽車為研究對象,對零部件匹配優(yōu)化以及整車控制策略進(jìn)行了研 究。首先利用優(yōu)化算法對混合動力車進(jìn)行匹配優(yōu)化。在分析了混合動力汽車零部件匹配優(yōu)化功能需求的基礎(chǔ)上,搭建了應(yīng)用于整車匹配優(yōu)化的軟件體系,通過一些工程化的方法,將該工程問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,利用 法進(jìn)行求解,并對威樂混合動力汽車進(jìn)行了匹配優(yōu)化,得到的優(yōu)化結(jié)果作為實(shí)際車型的選型參考和依據(jù)。結(jié)合威樂車構(gòu)型及零部件技術(shù)現(xiàn)狀,建立了適用于該車型的整車控制策略 [13]。對于具有四輪驅(qū)動功能的該結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了“駕駛員意圖識別 系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制”的分級控制策略。有效解決了由多個控制對象組成的混雜動 態(tài)系統(tǒng)的控制問題。建立了駕駛員意圖識別基本算法。 通過對能量流動路徑的效率分析,制定了考慮輪邊電機(jī)和不考慮輪邊電機(jī)的控制策略 [14]。應(yīng)用所建立的仿真平臺,對控制算法進(jìn)行了仿真調(diào)試和分析、驗(yàn)證。建立了基 硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)。將上述控制策略通過 自動代碼生成工具轉(zhuǎn)化為實(shí)時的代碼,下載到整車控制器,在搭建的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)上對生成的代碼進(jìn)行了功能驗(yàn)證,提高開發(fā)效率。最后,通過實(shí)際的發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)及整車性能試驗(yàn),測試和驗(yàn)證控制策略的功能。試驗(yàn)結(jié)果表明,所開發(fā)的控制策略可以合理、 準(zhǔn)確地控制目標(biāo)車型實(shí)現(xiàn)多工況運(yùn)行和工況切換,并實(shí)現(xiàn)了整車動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 研究混合動力電動汽車 ,主要是研究車輛的多能源動力系統(tǒng) ,因其是解決低排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性的重要舉措 其中多能源總成的控制問題給驅(qū)動系統(tǒng)控制工程提 出了更高的挑戰(zhàn) 過動力總成總體監(jiān)控策略 ,決定車載動 力源的功率流分配并管理儲能器中能量儲備狀態(tài) 仿真可用于控制策略及系統(tǒng)在典 型循環(huán)工況下的性能驗(yàn)證、多能源動力總成的優(yōu)化匹配等多種目的 [15]。 參考文獻(xiàn) : 齊鉑金 , 吳紅杰 ,等 . 混合動力客車鋰離子動力電池管理系統(tǒng) [J]. 高技術(shù)通訊 , 18(2) 思忠 . 電動汽車電池管理系統(tǒng)的研究 [J]. 汽車研究與開發(fā), 2003,(3) 電動汽車的研究 . 汽車?yán)碚?. 工程技術(shù) :文 摘版》 :00307飚,陳勝金 《武漢理工大學(xué)學(xué)報 (交通科學(xué)與工程版 )》 , 2006, 30(1) 柳青,林海波 《河北科技大學(xué)學(xué)報》 , 2016, 37(5):457世全 《中國機(jī)械工程》 , 2003, 14(9):797 湖南大學(xué) , 2011 戈 《 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指導(dǎo)教師: 年 月 日 所在系審查意見: 系主任: 年 月 日
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