寒带地区Plug-in柴电混合动力汽车油耗和热端排放综合控制机理研究

批准号:
51305472
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
隗寒冰
依托单位:
学科分类:
E0502.传动与驱动
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜保军、何义团、林繁国、刘文文、屈贤
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中文摘要
以降低寒带地区低温环境下的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与热端排放综合水平为目标,在Matlab/simulink平台下建立计算整车等效油耗和排气系统热端DPF/SCR出口排放的车辆系统动力学模型;在此基础上,基于PMP原理中的时间最短控制方法,提出车辆行进过程中优化动力源功率流以实现电池和SCR温升时间最短的冷起动控制策略;提出利用动力电池对DPF进行电加热以实现其主动再生的DPF控制方法;基于DP算法提出NEDC工况下的油耗和排放综合全局优化控制策略,为评价整车性能和接下来开发的实时控制策略提供理论依据,并根据离线计算结果归纳出车辆起步前利用电网对电池进行加热和保温的最优控制方法;基于PMP原理中的燃料最少控制方法,将NEDC工况下的油耗和排放多目标控制问题转化为燃料最少控制问题,提出油耗和排放综合实时最优控制策略;最后基于dSPACE进行硬件在环台架实验,对开发的控制策略进行验证。
英文摘要
The comprehensive optimizaiton of fuel consumption and hot end emission for Plug-in diesel hybrid electric vehicles in extremely cold areas will be taken as a research object. The Plug-in hybrid vehicles' dynamic model which calculates the equivalent fuel consumption and hot end emission from the DPF / SCR outlet is established in Matlab/simulink software. Firstly, the control strategy for increasing the temperature of battery and SCR is proposed in view of the shortest time-based method of PMP. Then DPF electric heating control method is put forward and its impact on vehicle operating mode is analyzed.Secondly, the model-based comprehensive global optimization control strategy for fuel consumption and emission is proposed as theoretical basis for the evaluation of vehicle performance and the subsequent real-time strategy based on the DP algorithm is accepted.According to the offline calculation results, the strategy of heating battery from power grid before the vehicle starting is summarized. Thirdly, Based on the minimum fuel-based method of PMP, multi-objective control for fuel consumption and emission is transformed into fuel minimum control. In this way, the comprehensive real-time control strategy for fuel consumption and emission is presented.Finally, hardware-in-loop experiments will be completed in dSPACE system -based test rig and control strategy will be verified. The project will be of great importance in reducing Plug-in diesel electric hybrid vehicle's fuel consumption and emission during lower temperature and improving driving mileage when motor drives alone.
环境温度降低导致动力电池极化内阻上升、容量和放电倍率下降,以及柴油发动机热端DPF/SCR催化转化效率下降,从而导致混合动力汽车燃油经济性和排放性能均有所下降。本项目以提高低温环境下的Plug-in 柴电混合动力汽车油耗与热端排放综合水平为目标,首先在Matlab/simulink 平台下建立了整车等效油耗和排气系统热端DPF/SCR 出口排放的车辆系统动力学模型;在此基础上,基于动态规划算法,建立了包含蓄电池SOC、蓄电池温度、SCR温度等多个状态变量的特定工况下的油耗和排放综合全局优化控制策略,为评价整车性能和接下来开发的实时控制策略提供评价依据,并根据离线计算结果归纳出冷起动阶段规则控制策略;然后分别基于PMP 原理中的燃料最少控制方法和时间最短控制方法,相应提出了考虑蓄电池SOC、SCR温度、蓄电池温度等多个状态变量、以电池和后处理系统温升时间最短为哈密尔顿函数的冷起动控制策略以及考虑排气背压阈值、以油耗和排放为多目标优化函数的综合实时最优控制策略;最后基于dSPACE仿真平台开发了Plug-in柴电混合动力系统硬件在环试验台,对开发的控制策略进行试验验证。结果表明,在低温条件下最短时间优化控制可以有效地加快SCR起燃温度和电池温升,从而改善整车油耗与排放,并且不同的低温条件也影响优化策略对整车性能的控制;在满足动力性的提下,可以通过优化发动机与电池的能量分配以及限值发动机排气背压的办法,实现综合油耗和排放指标最优。本项目揭示了温度下降对动力电池、热端后处理催化转化效率影响机理,提出了限值排气背压阈值以降低柴油发动机NOx和PM排放、由此导致的动力不足通过电动机补偿的能量管理策略。研究成果对于降低寒带地区低温气候对动力电池充、放电性能影响、提高混合动力汽车纯电动续航里程以及满足日益苛刻的整车油耗和排放法规具有重要的理论价值和实际意义。
期刊论文列表
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专利列表
Bearing remain life prediction based on weighted complex SVM models
基于加权复杂SVM模型的轴承剩余寿命预测
DOI:10.21595/jve.2016.16910
发表时间:2016-09-01
期刊:JOURNAL OF VIBROENGINEERING
影响因子:1
作者:Dong, Shaojiang;Sheng, Jinlu;Wei, Hanbing
通讯作者:Wei, Hanbing
DOI:--
发表时间:2014
期刊:汽车工程
影响因子:--
作者:隗寒冰;秦大同;陈淑江
通讯作者:陈淑江
Costate Estimation of PMP-Based Control Strategy for PHEV Using Legendre Pseudospectral Method
基于勒让德伪谱方法的基于 PMP 的 PHEV 控制策略的成本估计
DOI:10.1155/2016/9019450
发表时间:2016-03
期刊:Mathematical Problems in Engineering
影响因子:--
作者:Wei, Hanbing;Chen, Yao;Peng, Zhiyuan
通讯作者:Peng, Zhiyuan
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国机械工程
影响因子:--
作者:隗寒冰;秦大同;彭志远;陈淑江
通讯作者:陈淑江
DOI:--
发表时间:2013
期刊:重庆交通大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:隗寒冰;何义团;李军;邓涛
通讯作者:邓涛
基于NMS特征的人机共驾系统鲁棒自适应分配机制研究
- 批准号:52172381
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2021
- 负责人:隗寒冰
- 依托单位:
国内基金
海外基金
