ITS融合型新一代混合动力汽车的几个关键控制问题研究

Plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), as a next generation of hybrid electric vehicle, possesses the characteristics of the full hybrid of mechanical and electric energy so that the energy consumption and emission might be reduced more effectively. However, PHEV still remains the bottleneck problems in the practicability and availability of the energy management policy and dynamic coordinated control strategy. Hopefully those problems will be solved with the aid of the rich information resources provided by the intelligent transportation system (ITS). Hereby, this project, aiming at the PHEV merged into ITS, researches several key control problems, which mainly contain the following contents. 1) Energy management problem of PHEV considering road and traffic flow information. The main research issue is how to extract the accurate and useful information from the road and traffic flow information provided by ITS to support the energy management decision, and further to develop the energy management strategy-oriented traffic flow modeling. 2) Design of the optimization strategy of energy management with consideration of battery lifetime for PHEV merged into ITS. The research issues mainly focus on modeling the mathematical description for the battery lifetime evaluation, and solving the multi-objective dynamic optimization problem on the integration of the equivalent fuel economy with the battery lifetime degradation. 3) Design of intelligent control schemes for the dynamic performance of the PHEV powertrain by utilizing the information from ITS. Thereby, the theoretical foundation of the design methods will be established for the practical and available strategies of the energy management optimization and the dynamic coordinated control, which results in improving the whole vehicle economy further. This project will provide an alternative support in theory and technique for integrating further the energy saving and emission reduction technology into the intelligent transportation system.

插电式混合动力汽车(PHEV)作为新一代混合动力汽车，其机电能量深度混合特性促成了更出色的节能减排效果，然而其能量管理与动力协调控制策略仍存在实用性与有效性上的瓶颈问题。借助智能交通系统(ITS)提供的道路交通信息这些问题有望得以解决。据此，本项目对ITS融合型PHEV几个关键控制问题进行研究：1)利用道路交通信息的PHEV能量管理问题，主要研究如何利用ITS提供的道路交通信息提取能量管理决策支持信息，建立面向能量优化管理策略的交通流模型。2)计及电池寿命的ITS融合型PHEV能量优化管理策略设计，重点研究电池寿命评价模型的建立，综合电池寿命的多目标动态优化控制问题。3)借助ITS信息的PHEV动力特性智能化协调策略设计。在发展ITS融合型PHEV高效、实用的能量管理与动态协调控制策略的基础上，实现整车经济性的进一步提升。本项目研究为PHEV节能减排技术向ITS融合提供新的理论和技术支撑。

插电式混合动力汽车(PHEV)作为新一代混合动力汽车，其机电能量深度混合特性促成了更出色的节能减排效果，然而其能量管理与动力协调控制策略仍存在实用性与有效性上的瓶颈问题。借助智能交通系统(ITS)提供的道路交通信息这些问题有望得以解决。.据此，本项目对ITS融合型PHEV几个关键控制问题进行了研究，主要研究内容为：1)利用道路交通信息的PHEV能量管理控制问题，研究如何利用ITS提供的道路交通信息提取能量管理决策支持信息，研发融合ITS信息的能量管理控制策略设计方法。2) 计及电池寿命的PHEV多目标动态优化能量管理控制问题，研究电池寿命评价模型建立，研发综合电池寿命的ITS融合型PHEV能量管理多目标优化控制策略设计方法。3) 混合动力系统动力源切换与耦合过程的协调控制问题，研究发动机暂态性能优化控制、发动机和电机驱动模式切换下的平顺协调控制策略设计方法。.项目组人员在执行期内完成了预期研究目标，取得了如下研究成果：.1. 利用道路交通信息及综合电池寿命的PHEV能量管理控制问题研究方面：建立了面向能量优化管理策略的交通流模型，建立了融合ITS 交通流信息的计及电池寿命评价的PHEV能量管理策略设计体系，提出了面向ITS融合型的PHEV高效实用的能量优化策略设计方法，为智能交通系统与新能源混合动力技术的相互融合提供了理论指导。在国内外刊物和会议上发表与本项目相关的论文16篇（其中SCI检索7篇，SCI检索杂志录用待发表1篇，EI检索4篇），参加国际会议5次，完成工学硕士学位论文4篇。.2. PHEV动力系统动力源切换与耦合过程中的协调控制问题研究方面：建立了基于发动机暂态特性分析的发动机-电机相互补偿协调控制体系，提出了利用ITS交通信息的发动机-电机智能化动态协调控制设计方法，为实车动力系统控制提供理论参考。在国内外刊物和会议上发表与本项目相关的论文18篇（其中SCI收录12篇，SCI检索杂志录用待发表1篇，EI收录4篇），参加国际会议3次，完成工学硕士学位论文5篇。