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  本文關(guān)鍵詞：插電式混合動(dòng)力校車控制策略硬件在環(huán)仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京理工大學(xué)》 2015年

插電式混合動(dòng)力校車控制策略硬件在環(huán)仿真研究

范皓  

【摘要】：插電式混合動(dòng)力汽車兼具純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn),既可以在純電動(dòng)模式下運(yùn)行,節(jié)能環(huán)保零排放,也可以在普通混合動(dòng)力模式下運(yùn)行,滿足人們的長(zhǎng)途行駛需求,因而具有很好的應(yīng)用前景。本文制定了一種基于規(guī)則的能量管理控制策略,并搭建模型對(duì)此策略進(jìn)行了離線仿真,搭建硬件在環(huán)仿真平臺(tái)對(duì)刷寫了控制策略的控制器進(jìn)行硬件在環(huán)仿真。本文的主要研究?jī)?nèi)容有:插電式混合動(dòng)力校車動(dòng)力結(jié)構(gòu)選型及其匹配。動(dòng)力結(jié)構(gòu)選型及匹配是整車動(dòng)力性的保障和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ),本文選型考慮了成本及動(dòng)力性能潛力等方面,并通過(guò)最高車速和爬坡性能兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行初步匹配,通過(guò)加速性能指標(biāo)校驗(yàn)。在純電動(dòng)模式時(shí)0-50km/h加速時(shí)間少于15s,在混合動(dòng)力模式下少于20s,均小于22s的設(shè)計(jì)要求。驗(yàn)證了匹配可以滿足校車動(dòng)力性能指標(biāo)。制定了基于規(guī)則的能量管理控制策略。能量管理控制策略是插電式混合動(dòng)力汽車實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性良好表現(xiàn)的基礎(chǔ),依據(jù)能量管理控制策略制定的四個(gè)原則,制定了純電動(dòng)(EV,electric vehicle)模式、電量消耗(CD,charge-depletion)模式和電量維持(CS,charge-sustaining)模式三種能量消耗模式構(gòu)成的能量管理控制策略,三種模式依次對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池由高到低的電量階段。并且將CD模式與CS模式之間的切換設(shè)定為可逆切換。當(dāng)電池電量由于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電而回升至一定水平時(shí),可以實(shí)現(xiàn)由CS模式向CD模式的切換,變相延長(zhǎng)了車輛在行駛過(guò)程中CD模式的時(shí)間,與全局最優(yōu)理論所得結(jié)果相契合,有利于進(jìn)一步提升了車輛燃油經(jīng)濟(jì)性�；�于MATLAB/Simulink,完成了插電式混合動(dòng)力校車整車及整車能量管理控制策略建模。通過(guò)構(gòu)建整車模型中各動(dòng)力部件模型、動(dòng)力電池和駕駛員模型等以及能量管理控制策略模型,在離線仿真環(huán)境下,通過(guò)速度跟隨、功率跟隨和電池荷電狀態(tài)水平(So C,State of Charge)變化曲線等仿真結(jié)果,驗(yàn)證了所制定控制策略的有效性與合理性,所制定控制策略在動(dòng)力性方面達(dá)到設(shè)計(jì)要求,能夠很好地跟隨中國(guó)典型城市道路工況;在經(jīng)濟(jì)性方面取得了良好表現(xiàn),19個(gè)循環(huán)工況下85%電量為起點(diǎn)的油耗和電耗分別為15.3L和10.7 kW?h,并且車輛能量消耗模式可以實(shí)現(xiàn)CD和CS階段的可逆切換,延長(zhǎng)了CD階段時(shí)間。完成了集成CAN總線通訊功能的CANoeSimulink聯(lián)合仿真。通過(guò)將整車動(dòng)力系統(tǒng)模型拆分為CAN總線上的節(jié)點(diǎn)模型,仿真CAN總線環(huán)境下控制策略的運(yùn)行情況,驗(yàn)證了總線負(fù)載合理,為27.17%,信號(hào)發(fā)送和接收時(shí)間滿足整車控制器的開(kāi)發(fā)要求,控制策略功能實(shí)現(xiàn)正常,其仿真結(jié)果與Simulink離線仿真結(jié)果相關(guān)系數(shù)達(dá)0.98。完成了基于Moto Tron的整車控制器開(kāi)發(fā)。將控制策略嵌至Moto Hawk工程文件并通過(guò)自動(dòng)代碼生成技術(shù)生成代碼,再由上位機(jī)Moto Tune將生成代碼刷寫至控制器,并利用上位機(jī)Moto Tune對(duì)控制器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和標(biāo)定。開(kāi)發(fā)了集CAN總線仿真與監(jiān)控標(biāo)定于一體的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)�；�于“V”循環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程,結(jié)合從“虛擬—現(xiàn)實(shí)”的開(kāi)發(fā)步驟,逐步驗(yàn)證所開(kāi)發(fā)控制器的功能。硬件在環(huán)仿真結(jié)果表明,所開(kāi)發(fā)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能,速度跟隨、功率跟隨、模式切換和各動(dòng)力部件轉(zhuǎn)矩等幾個(gè)仿真結(jié)果與控制策略預(yù)期相符,也與模型在環(huán)的仿真結(jié)果相符,表明所開(kāi)發(fā)的插電式混合動(dòng)力校車控制器具有較好的穩(wěn)健性和可靠性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

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