一种混合动力汽车能量管理的两阶段双模型预测控制方法

发布时间: 2023-08-24

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术服务

成果类型：发明专利

行业领域：

新能源及节能技术

成果介绍

本发明公开了一种混合动力汽车能量管理的两阶段双模型预测控制方法，包括：将预测域划分为连续的两个阶段，第一阶段构建降阶的一阶RC模型，第二阶段构建纯内阻模型；分别获取两个阶段内每个时间步的状态可行域边界，并将每个时间步的状态可行域进行离散；基于前向动态规划算法筛选全局成本最优的路径并获得其对应在最后时间步N的最优状态点x * (N)和从时间步N‑1转移到时间步N的最优控制输入P e * (N‑1)，并依次反向递推得到从初始状态转移到时间步1的最优控制输入P e * (0)；以P e * (0)作为当前时刻发动机的目标输出功率进行功率分配控制；然后随时间步的滚动重复上述步骤。本方法在预测域前段利用降阶的高精度一阶RC模型处理电池功率约束，在预测域后段则采用简单的纯内阻模型，从而在不增加计算复杂度的基础上实现高效且安全的能量分配。

成果亮点

本发明提出了一种基于模型预测控制的混合动力汽车能量管理控制方法，将整个预测域在时域上划分为两个连续的阶段：在第一阶段预测域内，应用降阶的一阶RC模型以获得更精确的功率约束，并且由所估计的RC模型时间常数自适应地确定第一阶段预测域的时长；而在第二阶段预测域内，应用简单的纯内阻模型以提高计算速度，以在保证计算效率的前提下提高满足电池功率约束的能力。该方案与传统的基于纯内阻模型的方法相比可在不增加计算负担的前提下更合理地处理电池功率约束，从而在较为稀疏的控制网格划分下获得比传统方法更好的燃油经济性，应用在实车上能进一步提升混合动力汽车的燃油经济性。

团队介绍

湖南大学电动方程式赛车队，车队成立10年来，积极为各学院、各专业的同学提供实践机会和平台，秉承“创新改变世界，实践超越梦想”的理念，培养出了一大批受到各大高校和用人单位青睐的学生，多名队员赴外留学，车队队员保送至上海交大、同济大学等各大高校，另还有多位队员进入广汽、东风、上汽等车企的研究所，车队的事迹被中国青年报、新华网、新浪网等媒体报道和转载，产生了很好的社会影响。车队现在队队员包括来自机械学院、电气学院、物理与微电子学院、信息院等多个学院的60余名本科生，由车辆工程系白中浩老师担任指导老师。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”智能网联汽车产教融合产业科技服务团 (中国汽车工程学会) 评价时间：2023-11-23

王柳

中国汽车工程学会

项目主管

综合评价

本成果涉及汽车能量管理技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车能量管理控制方法。但现在市场上也有类似服务的厂家，品牌和产品质量是存在很激烈的竞争环境，需要在该领域继续优化技术，降低成本，扩大影响力。总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。

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