基于烟花算法的PHEV能量管理策略参数优化
2021-04-20刘铠嘉王伟达马明月
杨 超,刘铠嘉,李 亮,王伟达,马明月
(1.北京理工大学机械与车辆学院,北京100081,中国;2.汽车安全与节能国家重点实验室,清华大学,北京100084,中国;3.公安部道路交通安全研究中心,北京100062,中国)
面对日益严峻的能源短缺和空气污染问题,各国政府均出台了更加严苛的法律法规来限制车辆的燃料消耗和尾气排放量[1-3]。在这一背景下,插电式混合动力汽车(plug-in electric vehicle, PHEV)以优秀的节能减排性能脱颖而出[4-5]。相比于一般的混合动力汽车,PHEV的动力系统中装配有容量更大的可充电电池,可实现从电网中直接获取电能。它的这一特性,保证了PHEV中的电机(electric motor, EM)能够获取充足的能量单独驱动整车行驶,以及更加持久地辅助发动机以较高能源转化效率为车辆提供动力[6-7]。为此,寻找一种合理的能量管理策略来实时协调不同动力源所需承担的动力任务,是实现PHEV高效行驶的关键。因此,为进一步提高PHEV的燃油经济性,能量管理策略的设计成为汽车领域的一大研究热点。
在过去的十数年里,许多控制方法和优化算法被用于能量管理策略的开发设计[8]。较具有代表性地,动态规划算法(dynamic programming, DP)通常将PHEV的能量管理问题转化成一系列决策问题,再以求解这些问题的方式来获得最佳的燃油经济性[9]。然而,这种方法的局限性在于其对未来工况数据的需求,以及求解过程中的“维数灾难”,这意味着该方法的实用性将大打折扣。另外,作为最优燃油经济性和实用性的一种折中方案,等效消耗最小策略(equivalent consumption minimum strategy, ECMS)也被应用于PHEV的能量管理[10]。……
