基于凸面优化的插电式混合动力汽车总成部件的研究

运输行业中，混合动力汽车被广泛认为是最有希望达到近期降低排放和能耗目标的方法之一。混合动力汽车的动力系统包括内燃机、电机和能量缓冲器、电池组或增加的超级电容。根据配置的不同分为串联、并联和混联3种不同结构。动力系统结构的区别主要是发动机工作点的自由度选择，但在改善能量消耗能力方面有共同表现：①可以将电机作为发电机将制动能量回收并存储到能量缓冲器中；②在低负荷和怠速时关闭发动机；③可在更加高效的负荷状况下运转发动机，并将多余的能量存储在能量缓冲器中。

提出一种凸面模型新方法，以实现插电式混合动力汽车的电池尺寸和能量管理的同步优化，并解决相关凸面优化问题。研究选取一辆城市客车中的动力总成，此客车的行驶线路是一条非常著名的公交线，建有固定的充电设施。研究旨在提出凸面优化方法，并通过对比利用原始非线性、非凸面优化的、混合整数模型时得到的结果，验证必要的近似值。对比结果表明了齿轮和发动机开关策略的重要性，此外还说明当相同的齿轮和发动机开关触发方法被应用时，凸面优化和动态规划直接影响电池的尺寸和生产成本。本研究得出结论：凸面模型方法能够使得此研究的优化得到2个或更多的状态变量（例如可以考虑部件的热模型）和更多的参数变量（发动机和电机参数）。……