طراحي و توسعه مديريت انرژي بهينه و همزمان خودروهاي هيبريد الكتريكي

Optimal Energy Management Design for Hybrid Electric Vehicles

هدف مصرف سوخت در بخش حمل و نقل در چند دهه اخير رو به رشد بوده و موجب افزايش آلودگي و آسيب ‌هاي زيست محيطي شده است. هدف اين پژوهش طراحي يك كنترلر سطح بالا با قابليت پياده ‌سازي براي خودروي هيبريد الكتريكي است تا علاوه بر بهينه كردن مصرف سوخت قابليت رانندگي را نيز در نظر بگيرد. براي نيل به اين هدف از كنترل پيش‌بين غير خطي استفاده شده است. ابتدا كنترلر براي ورودي مرجع مشخصي طراحي مي ‌شود. در مرحله بعد كنترلر براي محدوده وسيعي از ورودي ‌هاي مرجع تنظيم مي‌شود. مشاهده مي‌شود هدف ‌هاي كنترلي ارضا مي‌شوند و مصرف سوخت كاهش مي يابد.

Fuel consumption in the transportation has been rising in recent decades and consequently,, it has increased pollution and environmental footprint. To address this worldwide problem, the aim of this study is to design a high-level controller with the capability to be implemented to a hybrid electric car in real time, while optimizing fuel consumption and drivability. To achieve this goal, nonlinear model predictive control is utilized based on the longitudinal dynamics of the powertrain. First, the controller is designed for a specific reference. In the next step, the controller is set for a wide range of reference inputs, through tuning the weighting parameters of the optimal control problem. It ultimately shows that all control targets are satisfied. Also applying the proposed energy management system to the powertrain model leads to considerable fuel consumption reduction. Meanwhile, the controller has the capability of being implemented in real time while considering the complex dynamics of the system.