基于粒子群算法的Plug—in混合动力汽车能量管理策略优化研究.pdf

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1、基于粒子群算法的Plug—in混合动力汽车能量管理策略优化研究林潇张君鸿(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201084)【摘要】基于对混合动力汽车能量管理策略优化的目的，建立了丰田PnusPlug-in混合动力汽车的MATLAB／Simulink数学模型，用数学公式描述了系统优化控制问题，采用粒子群优化算法对该包含众多约束条件的非线性优化问题进行了求解，利用PSAT专业软件对比分析了基本型优化控制算法、改进型优化控制算法和规则控制算法等的控制效果及燃油经济性。结果表明，经过优化后的Plug．in混合动力汽车在不牺牲汽车各项性能的前提下能提高动力系统工作效率。【Abstract】Bas

2、edonthepurposeofenergymanagementoptimizationforthehybridelectricve．hicle，amathematicalmodelofToyotaPriusplug-inhybridelectricvehicle(PHEV)isestablishedU．singMATLAB／Simulink．Thentheoptimalcontrolproblemisformulatedandparticleswamioptimiza—tionisintroducedtosolvethisnonlinearoptimizationproblemwithi

3、nequalityconstraints．Thecontroleffectandfueleconomyofbasicoptimalcontrol，improvedoptimalcontrolandrule—basedcontrola．rithmeticarecomparedusingprofessionalsoftwarePSAT．TheresultsshowthatPHEVwiththisim．provedoptimizationprocesswillgethigherfueleconomyandlessemissionswithoutsacrificinganyve·hicleperf

4、ormance．【关键词】混合动力汽车能量管理doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2011．05．03经在其常规混合动力汽车平台之上研发生产了数0引言款Plug—in混合动力汽车，包括通用Volt串联式Plug—in混合动力汽车、福特EscapePlug—in混合动Plug·in混合动力汽车是基于当前纯电动汽车力汽车、丰田PriusPlug—in混合动力汽车等。产业化还面临技术不成熟、关键部件成本过高等在混合动力汽车研究领域主要关注动力系问题的背景下，作为替代的过渡性产品的一类新统设计、部件选型及参数优化配置、转矩分配策能源汽车。其一般装配有大容量的电池，并设计略、控

5、制系统设计等。张博等应用动态规划全局有外部充电接口。与常规混合动力汽车相比，具优化算法对插入式混合动力汽车在不同行驶里有如下特点：(1)能减少汽油或其他液体燃料的消程下的控制策略进行了全局优化，得到了动力总耗量；(2)能实现纯电动驱动并且纯电动行驶里程成在典型循环工况下的全局最优控制规律；浦较长，显著减少尾气排放量；(3)外部充电功能的金欢等应用遗传算法对混合动力汽车控制策略实现能提升电网供电效率。目前各大汽车集团已进行了优化；AymericRoussear等基于不可导收稿日期：2011—03一O1·12·上海汽车2011．05矩阵优化算法对插入式混合动力汽车控制参数建立Plug—in混合

6、动力汽车系统模型的目的是进行了优化l。Y．M．Gao对插入式混合动力汽为了对控制系统进行优化求解，发动机转矩指令车动力系统部件选型和参数选型进行了讨论，提和发动机转速指令将作为模型的输人参数。出了基于CD和CS模式的动力系统控制策略，根据行星齿轮的转矩／转速特性，发动机、TM讨论了cS模式下发动机开关频率对系统的影电机、ISG电机的转矩／转速关系表述如下：响J。DominikKarbowsk采用基于全局优化的7-=7-(1)Bellman原理对插入式混合动力汽车的能量流进to=kIto一k2∞，(2)行了优化。综上所述，在Plug-in混合动力汽O9=to(3)车的优化研究领域开展了相应的

7、工作并取得了r一．r，一(1+卢2r)／3(4)一系列的成果。其中：，k：和k，为行星齿轮传动比；60，本文提出了基于微时间片控制系统优化求解为ISG电机转速，转矩；to，『为TM电机转速，转的概念，建立了PriusPlug—in混合动力汽车动力系矩；to，丁为发动机转速，转矩；，r，为ring齿轮统的数学模型，详细定义了系统优化目标及约束轴上需求转矩，需求转速；／3。，卢和为行星齿轮条件，并考虑到了发动机开关频率和电池