插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)模型預(yù)測(cè)控制.pdf

1、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)與傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車(chē)相比配備有更大容量的儲(chǔ)能裝置，能夠利用普通電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能裝置充電,增加了純電動(dòng)行駛里程,大大減少了汽車(chē)燃油消耗和廢氣排放。近年來(lái)PHEV已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家新一代汽車(chē)發(fā)展計(jì)劃中實(shí)現(xiàn)車(chē)輛節(jié)能減排的重要技術(shù)途徑之一。
　　因PHEV具有更高的電池能量，汽車(chē)到達(dá)行駛目的地時(shí)應(yīng)盡可能多的利用電池的能量，故插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的控制策

2、略不同于傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車(chē)。對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在不同的行駛循環(huán)工況下應(yīng)用全局最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性控制策略的研究表明，“混合控制”模式優(yōu)于傳統(tǒng)的“消耗-保持”模式。但全局最優(yōu)控制策略無(wú)法用于汽車(chē)實(shí)時(shí)控制。隨著GPS、GIS在汽車(chē)上的應(yīng)用和普及，借助車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)提供的汽車(chē)未來(lái)運(yùn)行狀態(tài)信息，對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車(chē)進(jìn)行預(yù)測(cè)控制可進(jìn)一步降低汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行工況的油耗和排放。
　　建立了插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)各部件的數(shù)學(xué)模型，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)各部件的主要

3、性能參數(shù)進(jìn)行了選擇計(jì)算。將動(dòng)態(tài)規(guī)劃應(yīng)用于模型預(yù)測(cè)控制構(gòu)架中，建立了基于空間域的插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性模型預(yù)測(cè)控制數(shù)學(xué)模型，將全局最優(yōu)動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化成預(yù)測(cè)視距內(nèi)的局部?jī)?yōu)化問(wèn)題。基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的插電式混合動(dòng)力汽車(chē)全局優(yōu)化控制的仿真表明，電池荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）基本上都是從行駛起點(diǎn)時(shí)的最大值逐漸減少到終點(diǎn)時(shí)的最小允許值。提出用SOC理論斜率作為模型預(yù)測(cè)控制SOC的參考斜率，以當(dāng)前位置處的實(shí)際SOC作為初

4、始值，以預(yù)測(cè)視距終點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的SOC參考軌跡作為目標(biāo)值，并以未來(lái)行駛工況中出現(xiàn)的特殊工況為依據(jù)對(duì)該目標(biāo)值進(jìn)行修正。仿真表明模型預(yù)測(cè)控制采用此方法能顯著降低汽車(chē)油耗。
　　為了提高系統(tǒng)運(yùn)算效率，用執(zhí)行效率更高的C語(yǔ)言代替MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)了PHEV燃油經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)控制程序。借助MATLAB外部接口文件，通過(guò)S函數(shù)進(jìn)行C語(yǔ)言與MATLAB\Simulink聯(lián)合仿真。給出了限制發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁起停控制策略，采用新歐洲行駛循環(huán)工況NEDC作為汽車(chē)