基于電池荷電軌跡信息的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略

本文提出了一種利用預(yù)覽行駛周期信息，動(dòng)態(tài)規(guī)劃混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量的管理控制策略。動(dòng)態(tài)規(guī)劃是一種很有前景的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（圖1）能量管理問題的解決方案，但由于其非因果特性，只能利用預(yù)覽行駛周期信息實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)。

由于最近的行駛周期預(yù)測(cè)算法有助于預(yù)覽行駛周期信息的使用，因此，基于預(yù)覽行駛周期信息的假設(shè)，提出了基于規(guī)則的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略（圖2）。這一策略包括動(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算和基于規(guī)則的控制策略，根據(jù)給定的預(yù)測(cè)行駛周期信息，動(dòng)態(tài)規(guī)劃分析車輛電量狀態(tài)和行駛距離的最優(yōu)控制。

文中提出的基于規(guī)則的控制策略將車輛的需求功率分配到發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而從動(dòng)態(tài)規(guī)劃中獲得目標(biāo)電池充電狀態(tài)軌跡。動(dòng)態(tài)規(guī)劃能量管理策略基于預(yù)測(cè)的行駛周期信息，包括動(dòng)態(tài)規(guī)劃和使用它的最優(yōu)控制結(jié)果。通過提取車輛行駛途中最佳的電池電量狀態(tài)軌跡（圖3），根據(jù)這一目標(biāo)電池電量狀態(tài)，基于規(guī)則的控制策略控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。

文章對(duì)不同的能量管理策略進(jìn)行了模擬計(jì)算，并討論了采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃能源管理策略的仿真結(jié)果，并將這一策略的燃料經(jīng)濟(jì)性與其他能源管理策略進(jìn)行了比較。最后的結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)規(guī)劃可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)控制，通過對(duì)未來行駛周期信息更精確的預(yù)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車更高的燃油經(jīng)濟(jì)性。

圖1 并聯(lián)HEV動(dòng)力總成

圖2 總體能量管理策略

圖3 電池SOC跟隨概念