关键词：全时四驱;;混合动力汽车;;能量管理;;模糊控制;;仿真
摘 要：在环境日益恶化、石油资源日益减少及人类对生活环境要求日益提高的条件下,受电池容量限制,混合动力汽车成为国内外发展的方向。而全时四驱混合动力汽车因为具有较好的操纵性、稳定性,越来越受到市场的重视,但需多个动力源共同协调工作,增加了开发难度。多动力源控制策略的设计和仿真是整车控制器的核心和基础,能量管理作为混合动力汽车的一项关键技术,对改善混合动力汽车整车性能具有重要意义,本文针对全时四驱混合动力系统作为研究对象,研究内容如下:(1)确定全时四驱混合动力汽车的前后驱动结构,并根据整车参数和性能指标要求对动力部件进行相应的选型和参数匹配。(2)以燃油消耗量最小为目标,设计了基于规则的逻辑门限能量控制策略;对稳态工作模式能量流动进行了分析,通过解析驾驶员意图,获得整车需求转矩;根据车辆状态信息设计了发动机起停控制、工作模式切换控制和多动力源的能量分配控制,并且基于Matlab/Simulink搭建了相应的控制策略模型。(3)为进一步增加能量分配的合理性,进行了模糊控制系统原理设计。开发了模糊控制器,以动力电池SOC和整车需求转矩与发动机最优转矩的比值为输入,发动机转矩工作系数为输出;并对模糊控制器的输入输出变量模糊化处理,建立模糊子集和模糊控制规则。最后搭建了用于实时优化发动机目标转矩的模糊控制策略模型。(4)基于Cruise平台上搭建了整车模型,在NEDC工况下,与Matlab/Simulink中搭建的控制策略模型进行联合仿真,并对基于规则的逻辑门限控制和基于模糊优化后控制的能量管理策略的仿真结果进行对比和分析。仿真结果表明,设计的控制策略满足了动力行车需求,实现了工作模式的平稳切换,与逻辑门限控制策略相比,采用模糊优化后控制的能量管理策略控制效果更好,进一步提高了整车的燃油经济性。
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