汽车滑行的油耗最优控制策略研究文献综述
2020-04-14 16:29:27
选题背景及意义:
随着社会的展,汽车的数量越来越多,而目前绝大多数汽车仍然采用石油基化石燃料燃料,且由此产生大量的温室气体[1]。随着石油的不断消耗及气候问题的凸显,人们逐渐意识到,限制二氧化塔的排放,减少石油消耗的重要性。混合动力汽车、新能源汽车、汽车轻量化设计和汽车能量回收与管理等等节能的技术被不断的研究。但是汽车的驾驶方式对燃料消耗的影响不容忽视[2],有研究表明,驾驶方式能使能量效率提高高达10%[3]。
文献[4]研究表明鸟类,鱼类和其他动物通常通过在主动推进和被动滑行的阶段之间交替来使用不稳定效应来节省能量,并建立模型论证了该策略相比与稳态策略对能量的需求更少。类比汽车,也有类似的策略,。使用车辆的燃料转换器(例如发动机)以使车辆加速到高速并且在发动机关闭时滑行到较低速度,该策略被称为“脉冲和滑行”(PnG)策略,
本文从驾驶方式的角度来探索“脉冲和滑行”(PnG)策略,找出其优缺点,及对不同车型所带来的影响,并进一步研究汽车滑行中的最优油耗控制策略。
国内外研究现状分析:
文献[5]首先将该策略应用于传统车辆,以量化与相同距离上的稳定速度条件相比的燃料消耗益处。之后,还使用HEV来研究混合动力系统是否可以通过所提出的策略进一步降低燃料消耗。由于混合动力汽车由于其独特的混合能源模式,研究其能量管理与控制好策略的文章很多。尽管对于行驶方式上的研究也很有利,但相关的研究并不多。文献[6,7,8,9]分别将脉冲和滑行(PnG)策略运用到不同的车型和场合进行分析研究。例如:文献[6]分析了在汽车跟车情况下配备连续变速传动装置的传统汽车的燃油优化驾驶策略,文献[7]重点介绍脉冲和滑行(PnG)策略的伺服回路控制设计,以最大限度地减少自动跟车情况的燃油消耗。国内也有相关研究,文献[10,11,12,13]分别以纯电动汽车、无级变速器车辆、速比离散型车辆、混合动力型车辆对于“脉冲和滑行”(PnG)策略的应用。另一方面,在滑行阶段带挡滑行和脱档是否省油也备受争议,有理论分析和实验分析,但是滑行方式受燃料类型和变速器类型较大。文献[16]通过能量守恒来定性分析两者的省油性,文献[17]通过实验对比分析不同滑行方式的省油情况。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}研究的基本内容及目标:
(1)分析PnG策略的优缺点,以及其在不同动力(燃油,混合动力、纯电动等)和不同变速器(手动变速器,挡位离散型变速器、无级变速器等)车辆中的应用情况。
(2)建立PnG策略中汽车整车的动力学模型、燃油消耗量计算模型、燃油消耗的评价指标等。
(3)综合各个模型建立PnG策略的多阶段最优化控制模型。