文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
混合动力汽车的控制策略设计及其优化方法研究
姓名:梁缘
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:张云清
20070530
摘要
混合电动汽车是一种准环保型的车辆,其能源装置通常由发动机,电池和电机组
合而成。它能根据不同的行驶工况,实现单能源或多能源联合驱动方式,达到减少油
耗和排放的最终目的。因此,在整车配置确定的前提下,如何实现多种动力源的协调
工作,是混合电动汽车能源管理策略设计的核心问题,也是混合电动汽车的技术难点
之一。本文主要根据并联式混合电动汽车(PHEV——Parallel Hybrid Electric Vehicle)
的特点,进行了 PHEV 模糊控制器的设计与优化,主要研究内容如下:
1) 介绍了各种电动汽车技术,选择以 PHEV 为研究对象,并针对 PHEV 的结构特点
提出 PHEV 控制策略设计的重要性和技术关键。
2) 基于 ADVISOR2002 的汽车仿真平台,对 PHEV 动力系统的各部件进行模型
分析,为后面的研究奠定了理论基础。
3) 在前人研究成果的基础上,深入研究和探讨了各种 PHEV 控制策略的控制逻
辑和特点。并根据 PHEV 动力系统特点,针对 ADVISOR 中自定的模糊控制
器提出了改进方案,完成 PHEV 模糊控制器的设计。并通过仿真分析,对比
分析各种控制器的控制特性,验证了该控制器对 PHEV 系统的适用性。
4) 为了进一步改善 PHEV 的燃油经济性,动力性和排放性,本文提出采用多目
标遗传算法——NSGA-II(Non-Dominated Sorting ic Algorithm-II)对
PHEV 模糊控制器的隶属函数进行多目标寻优设计。制定了设计变量的选取规
则,并通过 DOE 分析提取重要的设计变量,提高优化效率。最后,基于仿真
结果,验证了该优化方法的有效性。
本论文所做的研究将为 PHEV 能量管理控制策略的设计和优化方法提供了重要的
开发手段,并对 PHEV 的开发具有一定指导作用和参考价值。

关键词:混合动力汽车;模糊控制;隶属函数;多目标优化。

I
Abstract
Due to the limited availability of fossil resources and an increasing demand for cleaner
vehicles, there is a tremendous amount of research into PHEV (Parallel Hybrid Electric
Vehicle) worldwide. PHEV is plex electrical and mechanical system, with the power
system consisting of engine, battery and motor. Hence it can drive in several operating modes
depending on the actual drive cycle requirements. Once the drive-train design pleted,
energy management has severe effect on the performance of PHEV. However, uncertainty of
drive cycle requirements and multiple driving styles create challenges for the design of the
energy management. The main work in this paper includes:
Firstly,this paper discussed the development of HEV technology, and the parallel
hybrid powertrain configuration was finally adopted. On the basis of this configuration, this
paper put forward the importance of energy management control.
Secondly, mathematics models of engine, motor and battery etc, were established ba