混合动力汽车能量管理动态规划子问题的分析解决方法



混合动力汽车能量管理动态规划子问题的分析解决方法

在近15年中，混合动力汽车和插电式混合动力汽车的关注点都集中在最优能源管理系统上，通常建立的仿真模型是非线性的，具有连续和整型的决策策略，例如在发动机和电动机之间的扭矩分配、齿轮选择和发动机的起停。之前的研究提出许多解决能源管理问题的不同方法，且这些方法都是从庞特里亚金最大值原理得到的常规方法，如动态规划（DP）方法、凸优化设计方法和同等耗能最小控制策略（ECMS）。本文主要关注DP方法。DP方法主要优势是其具有通用的算法，能够处理大多数的界定问题，实现常规方法中无法保证的全局最优解。对比凸优化设计方法，DP方法可以处理整型决策变量而不需要局部近似法和迭代法。相对于ECMS，DP方法的重要优势是状态约束量可以用更加正式的方式处理。DP方法需要将时间和状态栅格化，代价函数基于时间和状态栅格定义。

在学术研究中，经常利用DP方法解决混合动力汽车的能源管理问题，本文重点关注如何减少DP方法的计算需求量。DP方法利用了栅格代价函数的局部近似法和导出每个时间点的最优转矩分配策略分析法，因此没有必要在代价函数中量化转矩分配和通过插值识别最优策略。文中用到两个不同代价函数的近似值：①局部线性近似值；②二次样条差值近似值。仿真结果显示，DP方法计算时间明显缩短，但其燃油消耗却降低很少；在样条插值近似值的代价函数中，明显减少了内存储需求；该方法同样适用于插电式混合动力汽车。

刊名：IEEE Transactions on Vehicular Technology（英）

刊期：2015年第4期

作者：Viktor Larsson et al

编译：陈飞