燃料電池混合動力汽車的動態(tài)規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)

開發(fā)了一個能滿足能源間最佳功率分配的能量管理系統(tǒng)（EMS），該系統(tǒng)通過使用加權(quán)非線性改進(jìn)的動態(tài)規(guī)劃（IDP）技術(shù)來滿足組件的使用要求并保持所需的操作性能。建立了一個基于使用燃料電池混合動力汽車的動力分配仿真模型，用于測試EMS。提出了兩階段控制方法，使用IDP算法的預(yù)驅(qū)動離線優(yōu)化和使用閉環(huán)控制器的在線優(yōu)化。該控制方法已被證明比受到維數(shù)問題限制的普通動態(tài)規(guī)劃算法可更快收斂。

建立了汽車子系統(tǒng)的詳細(xì)仿真模型，測試仿真采用常規(guī)的循環(huán)工況，目的是開發(fā)一個廣泛約束能量優(yōu)化的概念方法。與基于狀態(tài)控制的EMS比較表明，行駛工況循環(huán)周期系統(tǒng)的成本有所降低。IDP的制定需要考慮燃料電池耗氫量的非線性曲線譜圖和電池非線性譜圖。在適應(yīng)度函數(shù)中引入權(quán)重，以提高持續(xù)時間長的收斂速度。性能評價標(biāo)準(zhǔn)基于整體的操作成本和每個行程的氫消耗量。此外，測量并分析了電池的充電狀態(tài)和系統(tǒng)的效率。基于能源系統(tǒng)瞬時功率的小波變換近似燃料電池混合動力汽車能源子系統(tǒng)。城市行駛工況給電池的壓力比公路行駛工況的要大。電池的整體效率要確保負(fù)荷滿足每個時刻的需求。離線和在線仿真的比較顯示了能源的功率曲線和電池的荷電狀態(tài)（SOC）曲線的良好匹配。在公路行駛工況中，IDP算法相對于狀態(tài)控制算法節(jié)省了約15%的氫消耗量；對于城市行駛工況，使用IDP算法節(jié)省了高達(dá)50%的氫消耗量。

刊名：International Journal of Hydrogen Energy（英）

刊期：2015年第40期

作者：Dima Fares et al

編譯：楊昆