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基于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和最低排放量的串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)最佳能量管理

本文以最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和最低排放量為優(yōu)化目標(biāo)，基于隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃（SDP）及神經(jīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃（NDP）兩個(gè)原則，為串聯(lián)液壓混合動(dòng)力重型車(chē)設(shè)計(jì)一種能量管理控制器。

基于SDP原則的控制器是以燃油經(jīng)濟(jì)性為單一優(yōu)化目標(biāo)，確定一組發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)。根據(jù)車(chē)輛需求功率選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)，輸出發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和扭矩。

基于NDP和強(qiáng)化學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)一個(gè)自學(xué)習(xí)能量管理控制器，能夠根據(jù)傳動(dòng)系運(yùn)行狀況確定最佳控制策略?？刂破鬏敵霭l(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和扭矩。NDP關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是能夠有效避免所謂的維度災(zāi)難，且相對(duì)DP（動(dòng)態(tài)規(guī)劃）或SDP實(shí)現(xiàn)較大的狀態(tài)行為空間。對(duì)基于SDP、NDP的控制器和恒溫控制策略控制器進(jìn)行仿真，比較燃油經(jīng)濟(jì)性。恒溫控制策略控制器的新能源汽車(chē)相比傳統(tǒng)汽車(chē)有很好的燃油經(jīng)濟(jì)性。然而基于SDP和NDP控制器的新能源汽車(chē)在上述優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，還具有其它顯著的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)。當(dāng)單獨(dú)以燃油經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，兩種控制器效果近似。

在所研制的控制器架構(gòu)上加入發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)排放的模糊控制器，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，獲得最低的瞬態(tài)NO和顆粒排放。

所提出的基于SDP和NDP的控制器下載至dSPACE實(shí)時(shí)系統(tǒng)，連接真實(shí)的柴油機(jī)和虛擬的車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行硬件在環(huán)仿真。結(jié)果表明，基于NDP控制器不僅具有基于SDP控制器的燃油經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)，而且能夠有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的NO排放。

刊名：Journal of Automobile Engineering（英）

刊期：2014年第228卷

作者：Rajit Johri

編譯：謝秀磊