燃料电池混合动力汽车的最优能量管理



燃料电池混合动力汽车的最优能量管理

燃料电池混合动力汽车成为替换内燃机汽车的一种可行方案。在行驶工况中，基于前向动态规划提出一种优化能量管理的系统，以降低氢的使用量。其目的使氢燃料电池的成本最小化，而电池成本作为执行电量消耗-电量维持策略的一个重要参数。动态规划包括每个阶段的功率平衡、功率门限值、充电状态门限值、燃料电池的斜率约束值。选用前向动态规划是因为其可以方便地应用于非线性成本函数和约束条件，并采用探索式规划限制每个阶段的状态数，易于进行实时控制。电量维持阶段的运行通过低SOC值实现，而电量消耗阶段通过降低需求的消耗水平门限值实现。在给定循环工况下，每一时刻的动力电池成本参数均被设置为低于整车平均负荷计算得到的燃料电池成本增值。算法代码的有效性通过与4次规划结果进行对比确定。将文献中提出的实车设计方案在UDDS工况和HWFET工况下进行仿真。

研究结果表明，电池控制参数简单的变动会引起优化能量管理系统电量维持或电量消耗控制策略的灵活变化。所应用的前向动态规划使得在当前技术条件下易于进行实时控制。基于循环工况可提高预测车速过程中的准确性，能够实现部分工况的最优能量管理。

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

编译：牛妍妍