基于工况识别的混联式混合动力汽车能量管理策略研究

混合动力汽车具有多个动力源,如何管理这些动力源之间的能量协调分配很大程度上决定了整车的性能。因此,混合动力汽车的能量管理策略成为了混合动力汽车研究领域的主要内容之一。而目前汽车采用的控制策略大多未考虑车辆行驶工况对能量管理策略的影响,鉴于此,本文以第三代丰田Prius为研究对象,进行了基于行驶工况识别的混联式混合动力汽车能量管理策略的研究。(1)根据研究对象混联式混合动力汽车的动力总成系统结构和相关参数,以MATLAB软件为平台进行仿真建模,分别建立了发动机。电机、电池、行星齿轮机构等车辆主要部件的数学模型,构成了整车仿真模型。(2)以需求功率、电池SOC等为门限参数建立了基于逻辑门限值的混联式混合动力汽车能量管理策略。其次,为了评价该逻辑门限能量管理策略的优劣,又引入了动态规划全局优化算法对整车在特定的工况下进行了仿真,其结果用于评价和优化逻辑门限能量管理策略和之后的基于工况识别能量管理策略在燃油经济性方面的优劣。(3)针对混合动力汽车的典型工况,完成了行驶工况在线识别算法。通过聚类分析法,从39种工况里选择了五种典型工况作为工况识别的典型工况库。通过分析计算不同典型工况的特征参数,与在线采集的车辆实际运行工况片段进行对比。辨识出当前车辆处于何种类型的行驶状况中。实时的将车辆运行工况归类为典型工况的一种,为基于工况识别的整车能量管理策略提供基础。(4)通过DP动态规划算法算出研究对象在这5种典型工况下的最优能量分配策略,然后采用BP神经网络拟合的方法,将离线获得的最优能量分配轨迹提取出来,转化为可以在线应用的规则。从而建立了与五种典型工况对应的五种能量管理策略。最终结合工况的辨识策略,将车辆能量管理策略的类别实时的切换到与当前行驶工况相对应的类别。通过以上的研究工作,为混联式混合动力汽车的能量管理策略设计了一种方法,对混联式混合动力汽车燃油经济性的提升具有积极的作用。