基于模型预测的插电式混合动力汽车能量管理多目标协调优化控制方法研究

基本信息
批准号:61903287
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:孟磊
学科分类:
依托单位:武汉理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
多目标优化控制能量管理动力系统集成控制与优化插电式混合动力内燃机控制
结项摘要

Plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) has the advantages of both the electric and IC engine vehicles, and is one of the key development directions of new energy vehicles in China. The optimal control of energy management of PHEV dual power sources is the key technology to ensure the efficient and emission of the system. However, the currently energy management strategies based on rules rely on manual experience, which cannot theoretically guarantee the optimal result under various working conditions. This project proposed a multi-objective optimization method of PHEV energy management for miller cycle engine. The research was carried out from four aspects: control object, control objective, control method and core control realization. The analytical mathematical model and the simulation platform of the PHEV were established. A method for transient optimization objective of energy management with consideration of both energy consumption and emission under various working conditions is proposed. An on-line solution for instantaneous multi-objective optimization is designed by using model predictive control theory, and the upper control strategy for optimal torque distribution is realized. The closed-loop control method of fast torque tracking and accurate air-fuel ratio control is designed by using the adaptive control theory to realize the system optimization target. The systematic study of this project provides new ideas and solutions for PHEV energy management based on optimization theory, and lays a foundation for engineering application.

插电式混合动力汽车(PHEV)兼具纯电动和内燃机汽车的优点,是我国新能源汽车重点发展方向之一。PHEV双动力源的能量管理优化控制是保证系统高效清洁工作的关键技术,但是现阶段采用的规则控制策略制定繁琐、依赖人工经验,无法从理论上保证各工况下能量的最优化管理。本项目提出了一种适用于米勒循环发动机的PHEV能量管理多目标优化方法,从控制对象、控制目标、控制方法、核心控制实现四个层面展开研究:建立面向控制的PHEV系统数学模型描述和仿真测试平台;提出各工况下兼顾能耗和排放的能量管理瞬态优化目标建立方法,利用模型预测控制理论设计了瞬时多目标优化的在线求解方法,实现最优化转矩分配的上层控制策略;利用自适应控制理论设计发动机转矩快速跟踪和空燃比精确控制的闭环控制方法,从底层控制方面保证系统优化目标的实现。通过本项目的系统研究,为基于优化理论的PHEV能量管理问题提供新的思路和解决方法,奠定工程应用基础。

项目摘要

插电式混合动力汽车(PHEV)兼具纯电动和内燃机汽车的优点,是我国新能源汽车重点发展方向之一。PHEV双动力源的能量管理优化控制是保证系统高效清洁工作的关键技术,但是现阶段采用的规则控制策略制定繁琐、依赖人工经验,无法从理论上保证各工况下能量的最优化管理。本项目提出了一种发动机的PHEV能量管理多目标优化方法,从控制对象、控制目标、控制方法、核心控制实现四个层面展开研究:建立面向控制的PHEV系统数学模型描述和仿真测试平台;提出各工况下兼顾能耗和排放的能量管理瞬态优化目标建立方法,利用模型预测控制理论设计了瞬时多目标优化的在线求解方法,实现最优化转矩分配的控制策略;利用自适应控制理论设计发动机转矩快速跟踪和空燃比精确控制的闭环控制方法,从底层控制方面保证系统优化目标的实现。通过本项目的系统研究,为基于优化理论的PHEV能量管理问题提供新的思路和解决方法,奠定工程应用基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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