电池+超级电容双能源系统的混合逻辑动力学建模理论及显式控制

研究电池+超级电容混合动力电动汽车（HEV）双能源系统的混合逻辑动力学（MLD）系统建模理论及其能量最优化显式模型预测控制。分析双能源系统中各组成子系统包括电池、超级电容和DCDC转换器的非线性动力学特性、充放电工作模式、约束条件，以及子系统之间的相互耦合作用；利用MLD系统的建模理论，构建双能源系统的MLD模型，将各子系统的连续及逻辑状态变量集成到一个状态空间方程组的统一框架下，实现对其多约束条件、充放电逻辑工作模式以及强非线性特性的较为准确、合理的描述；讨论双能源系统的能量损耗最优化模型预测控制问题，通过将其转换为混合整数线性规划（MILP）问题，分析系统的稳定性和优化控制的隐式解；引入多参数规划（mp）理论，研究系统MILP问题的显式模型预测控制，推导出具有实时性的功率最优化分配比控制方法；完成理论方法的实验分析与验证，为新能源汽车的多能源系统能量最优化控制提供新的理论和方法。

本项目的研究成果主要包括三个方面：(1) 提出了一套电池+超级电容双能源系统的MLD(混合逻辑动力学)建模理论；(2) 结合车辆的ACC(自适应巡航控制)系统以及mp(多参数)理论，给出了双能源系统能量损耗最优化MILP(混合整数线性规划)问题的显式解；(3) 研发了一台嵌入式电池+超级电容双能源控制系统原理样机，以及一台小型四轮驱动电动车。