混合動(dòng)力汽車下坡再生制動(dòng)模型預(yù)測控制及仿真.pdf

1、我國是一個(gè)多山國家，尤其西南地區(qū)，常出現(xiàn)連續(xù)下坡或陡坡路段?；旌蟿?dòng)力汽車（Hybrid Electric Vehicle, HEV）在下坡制動(dòng)過程中，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將汽車下坡勢能或動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，向蓄電池反饋充電，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收，提高了整車的經(jīng)濟(jì)性能，同時(shí)產(chǎn)生車輛所需全部或部分制動(dòng)力。基于車載導(dǎo)航系統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車下坡再生制動(dòng)模型預(yù)測控制可以預(yù)先獲知汽車未來行駛坡道的車速、坡度和坡長等信息，在實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量有效回收的同時(shí)，保護(hù)蓄

2、電池循環(huán)壽命。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?、俳⒘嘶旌蟿?dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)各部件的數(shù)學(xué)模型，對(duì)汽車勻速下坡和減速下坡制動(dòng)過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，并制定了汽車下坡制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配策略。為了提高動(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算效率，擬合出蓄電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的計(jì)算公式，確定蓄電池荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）的可達(dá)域，并采用C語言編寫動(dòng)態(tài)規(guī)劃程序。
　?、谔岢隽艘栽偕苿?dòng)能量回收量最大和蓄電池溫升最小為雙目標(biāo)、以再生制動(dòng)能量回收量最大和蓄電

3、池溫升變化率最小為雙目標(biāo)的混合動(dòng)力汽車下坡再生制動(dòng)全局優(yōu)化控制策略。在不同坡度、不同坡長的勻速下坡工況及一般下坡工況仿真表明，以再生制動(dòng)能量回收量最大和蓄電池溫升變化率最小為雙目標(biāo)的全局優(yōu)化控制策略在再生制動(dòng)能量回收效率、蓄電池溫升和充電速率方面的控制效果是最優(yōu)的，坡長愈長平均坡度愈大，該策略優(yōu)勢愈明顯，環(huán)境溫度愈高、蓄電池初始SOC愈大，該策略優(yōu)勢也愈明顯。
　?、墼谌謨?yōu)化控制策略分析的基礎(chǔ)上，提出以再生制動(dòng)能量回收量最大和蓄

4、電池溫升變化率最小為雙目標(biāo)的混合動(dòng)力汽車下坡再生制動(dòng)模型預(yù)測控制策略，采用C語言與MATLAB/Simulink建立下坡制動(dòng)工況的聯(lián)合仿真模型，并確定了合理的預(yù)測區(qū)域長度和控制變量離散量化值。在多種不同的勻速下坡工況和減速下坡工況的仿真結(jié)果表明，與全局優(yōu)化控制策略相比，模型預(yù)測控制策略的再生制動(dòng)能量回收效率降低不到1.7％，蓄電池溫度升高不到0.4℃，且能在0.42s內(nèi)完成計(jì)算，滿足實(shí)時(shí)控制要求；模型預(yù)測控制策略轉(zhuǎn)矩分配合理，各種模式能