燃料电池混合动力汽车的动态规划优化技术

燃料电池混合动力汽车的动态规划优化技术

开发了一个能满足能源间最佳功率分配的能量管理系统（EMS），该系统通过使用加权非线性改进的动态规划（IDP）技术来满足组件的使用要求并保持所需的操作性能。建立了一个基于使用燃料电池混合动力汽车的动力分配仿真模型，用于测试EMS。提出了两阶段控制方法，使用IDP算法的预驱动离线优化和使用闭环控制器的在线优化。该控制方法已被证明比受到维数问题限制的普通动态规划算法可更快收敛。

建立了汽车子系统的详细仿真模型，测试仿真采用常规的循环工况，目的是开发一个广泛约束能量优化的概念方法。与基于状态控制的EMS比较表明，行驶工况循环周期系统的成本有所降低。IDP的制定需要考虑燃料电池耗氢量的非线性曲线谱图和电池非线性谱图。在适应度函数中引入权重，以提高持续时间长的收敛速度。性能评价标准基于整体的操作成本和每个行程的氢消耗量。此外，测量并分析了电池的充电状态和系统的效率。基于能源系统瞬时功率的小波变换近似燃料电池混合动力汽车能源子系统。城市行驶工况给电池的压力比公路行驶工况的要大。电池的整体效率要确保负荷满足每个时刻的需求。离线和在线仿真的比较显示了能源的功率曲线和电池的荷电状态（SOC）曲线的良好匹配。在公路行驶工况中，IDP算法相对于状态控制算法节省了约15%的氢消耗量；对于城市行驶工况，使用IDP算法节省了高达50%的氢消耗量。

刊名：International Journal of Hydrogen Energy（英）

刊期：2015年第40期

作者：Dima Fares et al

编译：杨昆