本文提出了一種利用預(yù)覽行駛周期信息,動態(tài)規(guī)劃混合動力電動汽車能量的管理控制策略。動態(tài)規(guī)劃是一種很有前景的混合動力電動汽車(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)覽行駛周期信息實現(xiàn)全局最優(yōu)。
由于最近的行駛周期預(yù)測算法有助于預(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)則的混合動力電動汽車能量管理策略(圖2)。這一策略包括動態(tài)規(guī)劃計算和基于規(guī)則的控制策略,根據(jù)給定的預(yù)測行駛周期信息,動態(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)動機和電動機,進而從動態(tài)規(guī)劃中獲得目標電池充電狀態(tài)軌跡。動態(tài)規(guī)劃能量管理策略基于預(yù)測的行駛周期信息,包括動態(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)這一目標電池電量狀態(tài),基于規(guī)則的控制策略控制發(fā)動機和電動機。
文章對不同的能量管理策略進行了模擬計算,并討論了采用動態(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)濟性與其他能源管理策略進行了比較。最后的結(jié)果表明,動態(tài)規(guī)劃可以實現(xiàn)混合動力電動汽車的實時控制,通過對未來行駛周期信息更精確的預(yù)測,可以實現(xiàn)混合動力汽車更高的燃油經(jīng)濟性。
圖1 并聯(lián)HEV動力總成
圖2 總體能量管理策略
圖3 電池SOC跟隨概念