车辆行驶工况开发及纯电动公交车控制策略优化

摘要

汽车的能源消耗以及污染物、CO2排放是当前世界汽车行业所共同面临的问题，面对严峻的能源和环境挑战，发展纯电动汽车已成为全球共识。工况是汽车产品研发、匹配、试验和评价的基础，也是汽车节能和排放测试评价的重要依据，对车辆在实际工况、环境条件下的燃料经济性、排放、舒适性和可靠性具有决定性影响。然而，目前新能源汽车通常以一个典型综合工况优化整车控制器的关键参数，造成车辆在实际行驶过程中的综合性能无法得到最大发挥。本文以郑州市的8米纯电动公交车为研究对象，构建这一城市公交车的典型行驶工况并利用此工况对该类车辆进行整车控制策略的二次优化标定和实现对该类车型对应电机系统的效率优化初步探讨。
　　试验车辆利用车载终端设备实现对行驶数据的采集，并引入统计学中的卡方检验确定样本数据所需的数据量，同时利用最小样本容量与整体试验数据的特征参数对比验证样本容量的有效性；结合短行程分析法拟合出该城市公交车的代表性行驶工况。
　　为了拟合出更加精确的行驶工况，在整体解析方法不变的前提下提出三种方案实现工况的开发。通过特征参数对比和基于 AVL-Cruise的整车仿真试验验证了工况开发的有效性同时得知采用因子分析和组合优化算法优化初始聚类中心后拟合出的行驶工况更能真实反映车辆在该地区的能耗，有助于车辆的认证和一致性检查。
　　为了能更好的实现工况在新能源汽车上的应用，借助 AVL-Cruise整车仿真平台开发出纯电动公交车的整车模型，并利用全系统模型验证法验证整车模型的精确性；分析车辆工作模式的同时搭建了在 Matlab平台上的功率解析控制策略；引入 Isight优化平台完成基于实际行驶数据开发的循环工况的整车控制策略关键参数的二次优化标定，同时也可将其应用到电动机工况的开发中。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究意义

1.3 国内外相关研究现状

1.4 研究的主要内容和技术路线

第2章 行驶工况开发的理论基础

2.1 行驶工况的分类及开发准则

2.2 工况开发方法概述

2.3 工况特征参数研究

2.4 本章小结

第3章 工况采集与分析

3.1 公交线路规划方案设计

3.2 数据采集

3.3 数据样本容量的确定

3.4 本章小结

第4章 基于短行程分析法的行驶工况开发

4.1 数据的分析与处理

4.2 基于k均值聚类算法的聚类

4.3 工况的开发

4.4 本章小结

第5章 纯电动汽车的工况验证与应用

5.1 纯电动汽车系统建模与策略开发

5.2 工况验证

5.3 工况应用

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 主要创新点

6.3 工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果