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燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)的最優(yōu)能量管理

燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)成為替換內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的一種可行方案。在行駛工況中，基于前向動(dòng)態(tài)規(guī)劃提出一種優(yōu)化能量管理的系統(tǒng)，以降低氫的使用量。其目的使氫燃料電池的成本最小化，而電池成本作為執(zhí)行電量消耗-電量維持策略的一個(gè)重要參數(shù)。動(dòng)態(tài)規(guī)劃包括每個(gè)階段的功率平衡、功率門(mén)限值、充電狀態(tài)門(mén)限值、燃料電池的斜率約束值。選用前向動(dòng)態(tài)規(guī)劃是因?yàn)槠淇梢苑奖愕貞?yīng)用于非線性成本函數(shù)和約束條件，并采用探索式規(guī)劃限制每個(gè)階段的狀態(tài)數(shù)，易于進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。電量維持階段的運(yùn)行通過(guò)低SOC值實(shí)現(xiàn)，而電量消耗階段通過(guò)降低需求的消耗水平門(mén)限值實(shí)現(xiàn)。在給定循環(huán)工況下，每一時(shí)刻的動(dòng)力電池成本參數(shù)均被設(shè)置為低于整車(chē)平均負(fù)荷計(jì)算得到的燃料電池成本增值。算法代碼的有效性通過(guò)與4次規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行對(duì)比確定。將文獻(xiàn)中提出的實(shí)車(chē)設(shè)計(jì)方案在UDDS工況和HWFET工況下進(jìn)行仿真。

研究結(jié)果表明，電池控制參數(shù)簡(jiǎn)單的變動(dòng)會(huì)引起優(yōu)化能量管理系統(tǒng)電量維持或電量消耗控制策略的靈活變化。所應(yīng)用的前向動(dòng)態(tài)規(guī)劃使得在當(dāng)前技術(shù)條件下易于進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。基于循環(huán)工況可提高預(yù)測(cè)車(chē)速過(guò)程中的準(zhǔn)確性，能夠?qū)崿F(xiàn)部分工況的最優(yōu)能量管理。

Sami H.Karaki et al. SAE 2015-01-1359.

編譯：牛妍妍