混合动力汽车面向友好的能源管理策略



混合动力汽车面向友好的能源管理策略

提出了一种通用的方法，把混合动力汽车（HEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）的约束（污染物排放、电池健康、驾驶性能）并入在线能源管理策略（EMS）。根据Pontryagin极大值原理合并到EMS每个约束的集成显示了燃料消耗和所引入约束之间的权衡。当状态动力学（催化剂温度、电池温度等）发挥作用时，优化问题变得更加复杂。仿真结果突出了该通用策略的贡献，包括与标准方法相比较的约束。研究结果表明，可以找到一种考虑更多约束（驾驶性能、污染、老化、环境等）的能量管理策略。然而，将这些约束加入会增加燃料消耗（平衡曲线的存在）。因此，开发一种工具有助于快速找到一个可接受的解决方案。

在家用乘用车中，混合动力汽车是减少温室气体排放可行的解决方案之一，其够使用不同的原动力来满足功率需求，并能够监测和控制以选择最佳能量流动分配，从而减少温室气体的排放。混合电动汽车的转矩比（电转矩与热力转矩之比）能够实现循环工况中燃料消耗的最小化，并由此使CO2排放量达到最小。混合动力汽车的能量优化研究在于如何实现燃油消耗量最小化：

通常公式（1）可写成如下形式：

式中，L(u(t)t),为瞬时燃油消耗函数。

使得公式（2）的值最小解是一种电动模式，该模式下电池直接提供所需能量，这使得电池不可能一直处于充电状态x。因此，此函数必须包含一个最终约束：

式中，Φ(x(tf))为一个补偿函数，其用来保持电池的充电状态x(tf) =x(t0)。

此外，由于电池的充电状态x直接受已选控制因素影响，所以有必要用动态方程表示：

对能量管理策略增加约束是可行的，例如污染物排放、发动机状态或变速器状态。本文第一部分回顾了基于Pontryagin极大值原理的经典能量管理策略。第二部分说明了如何将约束条件简单地融合到能量管理策略中。

刊名：Energies（英）

刊期：2014年第7期

作者：Guillaume Colin et al

编译：王欣欣