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纯电动汽车是一种零污染、零排放的清洁交通工具,相关技术日益发展,但电动车性能受制于动力电池,而且单一电源往往不能满足续航需求;超级电容比功率高、可快速充放电、耐大电流,蓄电池比能量高、不耐大电流冲击。为充分发挥两种电源的优势,以合理方式组合以实现优势互补,能量管理策略就尤为重要,该技术已成为当下研究关键问题之一。
目前国内外的研究主要为:以经典控制、智能控制的方法为基础来设计控制器,此类方法能够得到较好的鲁棒性,车辆性能有所提升并且实现了组合电源的优势互补,但控制精度不高且具有局限性。以智能算法优化控制器的设计并建立精确的数学模型,此类方法提高了控制精度,能够进一步满足需求且整车能耗得到降低、经济性得到提升,但仍存在算法不适应、无法得到全局最优的情况。本文尝试寻找一种新的优化方法以避免上述问题,提出一种基于鱼群优化算法的模糊控制器设计方法。
本文首先以实验的方式研究了动力电池、超级电容的充放电特性、容量特性并绘制了相应的特性曲线,在此基础上对动力电池的均衡性做了研究,进行了均衡实验。然后搭建了动力电池内阻模型、超级电容RC模型、DC/DC变换器效率模型,以此为基础搭建了复合电源的整车仿真模型,分别在在中国典型城市工况(China-urban)与美国城市道路循环工况(UDDS)下进行了适用性验证。
其次设计了逻辑门限控制策略与模糊控制策略,在典型工况下进行仿真,结果显示,两种策略都能完成能量分配的目标,动力电池的放电电流有所下降,超级电容可以回收制动能量,基本实现了两种电源的优势互补,且模糊控制策略的效果要优于逻辑门限控制策略。最后将鱼群算法应用到模糊控制器的优化中,鱼群算法在电网潮流计算与资源配置等问题中应用成熟且效果良好,本文能量管理问题属于上述问题,有一定延续性。设计原则为:以专家经验设计模糊规则,采用鱼群算法优化隶属度函数。结果显示,优化后的车辆性能得到提升,在两种不同工况下的续驶里程均得到延长,同时整车能耗下降,动力电池输出更为平稳。
目前国内外的研究主要为:以经典控制、智能控制的方法为基础来设计控制器,此类方法能够得到较好的鲁棒性,车辆性能有所提升并且实现了组合电源的优势互补,但控制精度不高且具有局限性。以智能算法优化控制器的设计并建立精确的数学模型,此类方法提高了控制精度,能够进一步满足需求且整车能耗得到降低、经济性得到提升,但仍存在算法不适应、无法得到全局最优的情况。本文尝试寻找一种新的优化方法以避免上述问题,提出一种基于鱼群优化算法的模糊控制器设计方法。
本文首先以实验的方式研究了动力电池、超级电容的充放电特性、容量特性并绘制了相应的特性曲线,在此基础上对动力电池的均衡性做了研究,进行了均衡实验。然后搭建了动力电池内阻模型、超级电容RC模型、DC/DC变换器效率模型,以此为基础搭建了复合电源的整车仿真模型,分别在在中国典型城市工况(China-urban)与美国城市道路循环工况(UDDS)下进行了适用性验证。
其次设计了逻辑门限控制策略与模糊控制策略,在典型工况下进行仿真,结果显示,两种策略都能完成能量分配的目标,动力电池的放电电流有所下降,超级电容可以回收制动能量,基本实现了两种电源的优势互补,且模糊控制策略的效果要优于逻辑门限控制策略。最后将鱼群算法应用到模糊控制器的优化中,鱼群算法在电网潮流计算与资源配置等问题中应用成熟且效果良好,本文能量管理问题属于上述问题,有一定延续性。设计原则为:以专家经验设计模糊规则,采用鱼群算法优化隶属度函数。结果显示,优化后的车辆性能得到提升,在两种不同工况下的续驶里程均得到延长,同时整车能耗下降,动力电池输出更为平稳。