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纯电动汽车工况识别和能量控制策略研究

汪伟 罗金 王汝佳 姜苏杰 盛广庆

汪伟,罗金,王汝佳, 等. 纯电动汽车工况识别和能量控制策略研究[J]. 机械科学与技术,2021,40(9):1444-1450 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200257
引用本文: 汪伟,罗金,王汝佳, 等. 纯电动汽车工况识别和能量控制策略研究[J]. 机械科学与技术,2021,40(9):1444-1450 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200257
WANG Wei, LUO Jin, WANG Rujia, JIANG Sujie, SHENG Guangqing. Research on Operating Condition Identification and Energy Control Strategy of Pure Electric Vehicle[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(9): 1444-1450. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200257
Citation: WANG Wei, LUO Jin, WANG Rujia, JIANG Sujie, SHENG Guangqing. Research on Operating Condition Identification and Energy Control Strategy of Pure Electric Vehicle[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(9): 1444-1450. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200257

纯电动汽车工况识别和能量控制策略研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200257
基金项目: 国家自然科学基金项目(51805229)与江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX19_0707)
详细信息
    作者简介:

    汪伟(1984−),副教授,硕士生导师,博士,研究方向为复合电源电动汽车研究与汽车操纵动力学研究,nuaawangwei@126.com

  • 中图分类号: U469.72

Research on Operating Condition Identification and Energy Control Strategy of Pure Electric Vehicle

  • 摘要: 针对纯电动汽车能量管理策略优化主要面向单一工况,提出包含BP神经网络工况识别控制的能量管理策略。以锂电池-超级电容复合电源纯电动汽车为研究对象,引入工况识别的复合电源纯电动汽车能量管理策略对整车经济性和蓄电池工作状态的影响。在MATLAB/Simulink平台下修建整车模型并进行综合测试工况仿真,结果表明:包含工况识别的能量控制策略能够准确识别行驶工况,相较于优化前的能量管理策略,蓄电池能量消耗下降2.81%,总能量消耗下降1341 kJ,两种能量源之间的能量分配更加合理,蓄电池工作状态得到进一步优化,有效提高整车经济性。
  • 图  1  电源拓扑结构

    图  2  PSO算法流程

    图  3  运动学片段划分

    图  4  遗传算法聚类分析

    图  5  聚类结果

    图  6  适应度函数曲线

    图  7  3种典型工况

    图  8  BP神经网络

    图  9  训练误差曲线

    图  10  汽车能量控制方法

    图  11  辨识结果

    图  12  超级电容电流变化曲线

    图  13  蓄电池电流变化曲线

    图  14  蓄电池SOC变化趋势

    图  15  电池功率需求

    表  1  变量语言值

    变量语言值
    Preq 极小(TS)、小(S)、中(M)、大(B)、
    极大(TB)
    SOCbat 低(L)、中(M)、高(H)
    SOCuc 低(L)、中(M)、高(H)
    Kuc 极低(TS)、低(S)、中(M)、高(B)、
    极高(TB)
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    表  2  Kuc输出变量控制规则

    输入变量Preq
    TSSMBTB
    SOCbat
    (SOCuc L)
    L TS S S M M
    M TS TS S S S
    H TS TS TS S S
    SOCbat
    (SOCuc M)
    L TS S M M B
    M TS S S M B
    H TS S S M M
    SOCbat
    (SOCuc H)
    L S S M B TB
    M TS S M B TB
    H TS S M M B
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    表  3  中心样本

    类别平均车速/
    (km·h−1
    怠速
    占比/%
    平均加速度/
    (m·s−2
    所属
    工况
    时间段/
    s
    1 12.3162 0 0.9644 1015 211 ~ 298
    2 17.0735 34.94 1.8873 ARB02 916 ~ 1239
    3 12.2261 29.22 1.2342 UDDS 1313 ~1367
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    表  4  工况分类结果

    名称城市拥堵近郊区域城市畅通
    片段数量33012210
    类型表述123
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    表  5  仿真数据对比

    名称采用工况识别未采用工况识别
    总能量消耗/kJ 30313 31654
    超级电容输出能量/kJ 1817 1058
    蓄电池SOC 0.6069 0.5788
    蓄电池输出平均功率/W 4672 5016
    蓄电池SOC差值/% 2.81
    总能耗差值/kJ 1341
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-12
  • 刊出日期:  2021-10-18

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