基于动态规划的并联混合动力客车能量管理策略研究

《基于动态规划的并联混合动力客车能量管理策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、—————————————————————————————————基于动态规划的并联混合动力客车能量管理策略研究—————————————————————————————————ResearchonEnergyManagementStrategyforParallelHybridBusBasedonDynamicProgramming作者姓名：勾华栋领域（方向）：动力工程指导教师：高莹教授类别：工程硕士答辩日期：2015年6月4日摘要基于动态规划的并联混合动力客车能量管理策略研究能量管理策略设计是混合动力汽车开发的主要

2、任务之一，合理的能量分配能有效提高动力系统能量转换效率，降低整车燃油消耗率。然而，能量管理策略的设计和优化却面临着以下挑战：一方面，电机效率特性和发动机油耗特性具有强非线性，导致了能量分配规律随行驶工况的变化呈现高度复杂性；另一方面，能量管理策略的优化设计与动力系统混合度(HybridizationRatio,HR)的选择同时影响系统的燃油消耗率，两者间存在很强的耦合性。面对上述挑战，本文基于动态规划理论(DynamicProgramming,DP)，以一款并联式混合动力客车为平台，选取多种典型的法规驾驶循环，开展围绕

3、能量管理策略优化、混合度优化这两大问题的研究工作，旨在探索动力系统能量分配规律，挖掘系统节油潜力，为能量管理策略的设计和混合度的选择奠定理论基础并提供实践指导。主要研究内容包括：1、针对混合动力汽车动力系统能量分配规律随行驶工况变化呈现高度复杂性问题，开展基于动态规划理论的能量管理策略离线全局优化研究：借助MATLAB软件平台，以一款混合动力客车为原型，建立面向动态规划的整车纵向动力学模型；以整车模型为优化对象，在已知驾驶循环的前提下，应用动态规划理论，完成以累积油耗最小为目标的能量管理策略动态规划流程设计；根据设计的

4、动态规划流程，依托MATLAB软件平台完成能量管理策略动态规划算法设计，在保证动力电池荷电状态SOC平衡的情况下(驾驶循环的SOC初始值和终止值相等)，实现使驾驶循环累积油耗最小的能量分配轨迹求解。2、针对能量管理策略的优化设计与动力系统混合度优化选择具有高度耦合性问题，开展基于能量管理策略动态规划算法的混合度优化研究：以整车纵向动力学模型为基础，通过分析原型车动力系统特性(混合度HR=0.29)，建立了以电机峰值功率、电池容量和发动机排量为变量的可变混合度整车模型，实现混合度在(0,1)区间可变；应用已完成的能量管理

5、策略动态规划算法程序，针对中国典型城市公交循环(CCBC)、美国重型车城市测试循环(UDDSHDV)和英国城市公交循环(UKBUS6)分别进行不同混合度下的油耗最小能量分配轨迹求解，在完成对动I力系统节油潜力评估的同时，实现了能量管理策略优化设计与混合度优化选择的解耦；最后，以车辆行驶百公里的成本为评价指标(百公里油耗成本+动力系统成本按一定里程折算为百公里的成本)，分别对三种驾驶循环下不同混合度进行评价分析和比较，结果表明：CCBC循环的最佳混合度HRoptimal=0.34；UDDSHDV循环的最佳混合度HRopt

6、imal=0.27；而UKBUS6循环的最佳混合度值HRoptimal=0.40。3、针对动态规划优化的能量管理策略不能在线应用的问题，分别对CCBC(最佳混合度HR=0.34)、UDDSHDV(最佳混合度HR=0.27)、UKBUS6(最佳混合度HR=0.40)的最优能量分配轨迹进行分配规律的分析和提取，基于各自动态规划结果分别完成在线能量管理策略设计。验证结果表明，SOC轨迹、电机和发动机的扭矩轨迹与动态规划的结果吻合较好，SOC平衡修正后的百公里油耗相比于各自的动态规划结果，分别增加了5.74%、6.02%和3.

7、26%，说明本文针对各自驾驶循环最佳混合度设计的在线能量管理策略很好的应用了动态规划的离线优化结果，有效地考虑了混合动力汽车能量分配随行驶工况变化呈现高度复杂性的问题。关键词：动态规划，并联混合动力客车，能量管理策略，混合度优化IIABSTRACTResearchonEnergyManagementStrategyforParallelHybridBusBasedonDynamicProgrammingDesigningenergymanagementstrategiesisamajortaskwhendevelopi

8、nghybridelectricvehicles,a“good”strategycaneffectivelyreducefuelconsumptionbyimprovingthepowersystemefficiency.However,doingthisworkisfacedwithmanychallenges:Ontheone