基于线性规划的混合动力汽车智能充电策略

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1、医匿圈基于线性规划的混合动力汽车智能充电策略赵沂张君鸿周宇星(上海捷能汽车技术有限公司，上海201805)【摘要】以油电混合动力汽车整车控制策略为基础，提出一种基于线性规划的智能充电能量分配策略，改善了混合动力汽车燃油经济性。该策略在维持高压电池SOC平衡的前提下，根据整车需求功率，发动机和中混电机转速，结合各动力总成部件能量传递的效率，以系统等效燃油消耗最小为原则进行扭矩分配优化。通过仿真结果表明，该策略比普通瞬时优化策略提高了整车燃油经济性。【Abstract】Basedonthecontro

2、lstrategyforHEV，asmartchargeenergydistributionstrategybasedonlinearprogrammingisputforwardtoimprovethefueleconomyofHEV．InordertomaintainbalanceofSOC，thisstrategytakesvehicledemandpower，engineandmediumhybridmotorspeedintoconsideration，alsotheeficiencyo

3、frespectivepowercomponent，todistributetorquebasedonminimalvehicleequivalentfueleconomyprinciple．Simulationresultsindicatethatthisstrategyismoreeffectivetoimprovefueleconomythanordinaryinstantaneousoptimalstrategy．【关键词】混合动力汽车燃油经济性线性规划doi：10．3969／j．issn

4、．1007-4554．2011．02．020引言中度混合油电混合动力汽车是基于起动机和发电机一体化的混合动力系统，其系统结构见图1。混合动力系统能量控制策略的核心理念就是解决发动机和中混电机之间的能量分配问题，其图1中混油电混合动力系统结构图原则是在维持高压电池SOC平衡的前提下，合理地分配发动机和中混电机的动力输出，使发动机混合动力系统能量控制策略可分为驱动时的燃油消耗最小。目前混合动力汽车普遍采用的控能量控制策略和制动时的再生能量策略。本文针制策略有逻辑门限值分配策略，其算法简单，容易对驱动时

5、的能量控制提出一种基于线性规划的智实现，但没有考虑到电机的效率；瞬时优化控制能充电能量分配策略，该策略根据已知工况下驾策略虽然可以进行实时最优控制，但由于计算量驶员的需求扭矩，结合发动机和中混电机转速，选大，实现也较困难；模糊控制策略虽然不依赖于取相应的扭矩分配点进行能量全局优化，从而确精确的被控对象，但其规则建立、隶属函数的确定定在不同需求扭矩下发动机和中混电机的最佳扭取决于设计者的经验，没有确定的方法遵循。矩输出分配。收稿日期：2010—12一O1上海汽车2011．02·7·露驾驶员扭矩需求点

6、p1能量分配策略二工计算该需求下扭矩分配点口智能充电能量分配策略是一种基于工况点本』三身的全局优化策略，因此需要得到各个工况点下计算扭矩分配点准确的试验数据。这些试验数据包括发动机和中燃油消耗量混电机的效率图谱，如图2、3所示。匦一蝌较I计算所有扭矩l卷需求点权重函数l图4智能充电策略实施步骤的一个重要分支，它是科学管理的一种数学方法，在管理和生产领域得到广泛应用l4j。线性规划所研究的是在一定条件下，合理安排资源，使经济效图2发动机效率脉谱图果达到最好。对于定工况的混合动力智能充电策略而言，维持

7、高压电池SOC平衡为等式约束条件，最小化发动机燃油消耗量成为唯一的优化目标，lOc。因此运用线性规划方法进行单目标优化求解。瓣60建立线性规划的数学模型需要以下3个要萋o．素：目标函数、决策变量、约束条件。20min厂(X)lAineq。≤bineq营Aeq·=beq≤≤ub图3中混电机效率脉谱图其中()为目标函数；为决策变量；Aineq为矩阵，bineq为向量，表示不等式约束条件；Aeq在某工况点下，驾驶员的扭矩需求和发动机、为矩阵，beq为向量，表示等式约束条件；lb和u6中混电机的转速为定值

8、，由此能量分配的实质转化为决策变量的上下边界。成转矩分配。本文提出的混合动力智能充电能量在已知NEDC工况，高压电池用电功率视为分配优化即为转矩分配优化，在NEDC中计算出各定值，因此要满足SOC平衡即：个工况点的实时燃油消耗率和充电功率，然后对系JPBscx77dt=const(2)统能量进行全局优化，具体实施步骤如图4所示。其中，PnIB。为巾混电机的发电功率；battery为2基于线性规划的转矩分配优化高压电池充电效率。要使得发动机的燃油消耗最小即：线性规划是运筹学中应用广泛