【摘 要】
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随着我国传统燃油汽车数量的持续稳步增长,车辆行驶造成的城市交通拥堵和空气污染等问题愈发严重。而凭借良好的节能环保特性,插电式混合动力客车（Plugin hybrid electric bus,PHEB）有望成为缓解这些社会问题的重要方法之一。PHEB的优越性来源于其由发动机和电机组成的混合动力系统,这两种装置可通过不同运行状态下的动力耦合,使车辆能够以多种工作模式来高效地应对复杂的行驶工况。当然,
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随着我国传统燃油汽车数量的持续稳步增长,车辆行驶造成的城市交通拥堵和空气污染等问题愈发严重。而凭借良好的节能环保特性,插电式混合动力客车（Plugin hybrid electric bus,PHEB）有望成为缓解这些社会问题的重要方法之一。PHEB的优越性来源于其由发动机和电机组成的混合动力系统,这两种装置可通过不同运行状态下的动力耦合,使车辆能够以多种工作模式来高效地应对复杂的行驶工况。当然,要使不同装置能够按照理想的工作状态协调运行,并以较高的燃油经济性驱动车辆行驶,能量管理策略（Energy management strategy,EMS）的控制作用是必不可缺的。为保证能量管理策略能够发挥出良好的控制作用,本文针对策略优化方法进行研究和探索,以求使受控PHEB的优良性能得以充分展现。为进一步提升PHEB的燃油经济性,本文从同轴并联式混合动力系统构型入手,结合其内部发动机、电机、电池和变速箱等重要组件的工作特性,进行了对能量管理策略的设计及其优化方法的研究,具体研究内容如下:为使动力系统能够以良好的燃油经济性驱动PHEB正常行驶,本文设计了一种基于模糊控制的能量管理策略,可通过对发动机和电机进行工作转矩分配,使发动机的输出转矩在电机的辅助作用下实现优化可调。同时,考虑到策略内部参数对其控制效果的影响和传统优化算法存在易陷入局部最优的问题,采用基于高斯分布概率的个体选择方法对原始遗传算法进行改进,提出一种强化遗传算法（Enhanced genetic algorithm,EGA）,可根据车辆行驶道路的工况特征对模糊控制中的隶属度函数进行优化。仿真验证结果表明,该方法可使发动机工作点尽可能地收敛于有效燃油消耗速率较低区域,从而有效减少PHEB的能源消耗总量。考虑到传统模糊控制中专家经验规则库可能给策略性能提升带来的阻碍影响,本文采用控制规则可优化的高木-关野（Takagi-Sugeno,T-S）型模糊控制架构,重新建立了转矩分配控制方法。同时,为了进一步优化发动机工作转速,将动力系统中变速箱的换挡控制问题引入到能量管理策略中。并在此基础上,提出一种寻优效果更佳的自适应烟花算法（Adaptive firework algorithm,AFWA）,对T-S模糊控制器和档位切换控制器的所有控制参数进行快速优化,使发动机能够以更加理想的运行状态向外输出动力,从而实现车辆燃油经济性的进一步提升。该策略的有效性、对车辆燃油经济性的改善效果和控制实时性,分别通过仿真和硬件在环测试（Hardware-in-loop,HIL）的形式被验证。
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