[发明专利]网联智能电动车辆一体化建模与集成控制方法

说明书

本发明公开了一种网联智能电动车辆一体化建模与集成控制方法，其特征在于：包括：（1）智能电动车辆拓扑结构设计、测试和理论分析方法；（2）新的评估模型一致有用性的指标体系；（3）综合车联网要素、通信延迟和变化工况与实时集成控制系统的关系，建立了随机系统框架下预测控制系统的稳定性和鲁棒性分析理论；（4）以实际交通数据模拟变化工况，研究了实时预测电池管理系统的有效性。本发明建立了基于车联网数据的智能混合动力电动车辆一体化建模与集成控制方法，以此提高车辆能量利用效率和出行时间效率，并保证安全，为当前车联网环境和大数据环境下的交通控制系统提供有效的预测控制方法。发明具有重要的理论价值和实际意义。

技术领域

本发明涉及一种网联智能电动车辆一体化建模与集成控制方法,特别涉及一种实时最优的网联智能电动车辆一体化建模与集成控制方法。

背景技术

随着全球经济的高速发展，能源和环境问题日益突出，节约能源、保护环境已成为世界各国共同面临的重大挑战。传统汽车对单一石油资源的依赖性导致石油短缺，其尾气排放也严重地污染着环境，研究新能源汽车相关技术已成为未来汽车工业的发展方向。美国、日本、欧盟等国家和地区都将发展安全经济和清洁的交通能源作为国家能源战略和汽车产业发展战略的重要内容。

北美国家推广的新型能源动力汽车主要采用混合动力系统，美国仍是最大的新能源轿车销售国，2014年累计销售12万辆。欧洲主要采用混合动力系统与插电式混合动力系统，开始应用在线快充系统(钛酸锂负极电池与超级电容)，推广数量约2500辆。日本主要以混合动力为主要技术路线，是世界上最大的混合动力轿车销售市场。

我国对新能源汽车产业的发展也做出了明确的支持。2010年国务院发布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，确定将新能源汽车作为七大战略性新兴产业之一。2012年《节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）》提出以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。《规划》提出到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达到200万辆，累计产销量超过500万辆。

汽车产业是当今时代世界经济的重要产业，近年来，新一轮科技革命和产业革命正向纵深发展，以互联网为代表的新一代信息技术与汽车产业的加速融合推动了汽车产品形态和分布的深刻变革，汽车已开始向大型移动智能终端的方向演变。汽车、信息、互联网等行业企业研究院所高校及各国政府纷纷加大对智能网联汽车发展的部署，产业发展呈现新的发展方向和趋势。在此背景下，传统汽车企业纷纷加快智能汽车的发展，大型互联网企业纷纷加速向智能汽车产业渗透和布局，汽车产业价值链正在智能化的推动下加快重塑。另一方面，面对环境和能源危机，建立绿色高效安全的智能车联网系统是世界各国实施节能减排的重要措施。相比于传统的内燃机车辆，具有更好经济性、排放和网联性能的电动车辆正成为智能车联网系统的重要组成部分。作为智能电动车辆联网系统的关键单元，电动车辆的一体化建模至关重要。考虑到车网环境的复杂多变性，网络内部大数据状态以及传统方法的缺点，基于模型的智能电动车辆网络管理和集成控制方法研究得到了国际学术界和工程界的广泛关注，对智能电动车辆联网技术的发展和普及具有重大的科学价值。另一方面，作为电动车辆的关键能量单元，动力电池的性能直接影响车辆的燃油经济性和动力性能。为了确保动力电池在极为复杂的车辆行驶环境下能够安全，可靠和高效地运行，需要对动力电池实施有效的实时管理。这类智能电动车辆联网系统的关键技术为：电动汽车系统建模技术、基于车路/车车协同的车辆智能驾驶技术和汽车自适应巡航控制技术等。本项目主要研究智能混合动力电动车辆和插电式混合动力电动车辆一体化建模和集成控制方法，综合考虑安全、节能和环保目标，对系统进行实时动态协同控制。与发达国家相比，现有的智能电动车辆系统仍存在以下问题：从技术性能看，系统实时性能和效率低下，体积和质量偏大，模块化程度不足；在产品集成度、可靠性和系统应用技术方面，仍然具有较大瓶颈。

发明内容