基于MPC的功率分流混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略

功率分流混合動(dòng)力電動(dòng)汽車綜合了串聯(lián)和并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，其通過使用行星齒輪解耦或耦合由電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的功率。由于該型混合動(dòng)力車有諸多工作模式，使得設(shè)計(jì)接近最優(yōu)的能量管理策略相當(dāng)重要，同時(shí)更具有挑戰(zhàn)性。

為了改善功率分流電動(dòng)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，首先將能量管理問題建模為帶有約束的非線性最優(yōu)控制問題；然后使用兩個(gè)不同的目標(biāo)函數(shù)和模型預(yù)測(cè)控制策略得到每個(gè)采樣時(shí)間的內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)最優(yōu)功率分配和系統(tǒng)操作點(diǎn)。在第一個(gè)方法中，為解決混合動(dòng)力汽車最優(yōu)控制問題定義了二次目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)應(yīng)用線性時(shí)變模型預(yù)測(cè)控制方法在線優(yōu)化計(jì)算結(jié)果。為了改善燃油經(jīng)濟(jì)性，通過將燃油消耗劃分為階段消耗和近似值函數(shù)得到第二種優(yōu)化方法。短時(shí)域控制有助于在非線性模型預(yù)測(cè)控制架構(gòu)中在線解決該燃油消耗最優(yōu)問題。

基于閉環(huán)高可靠性功率分流混合動(dòng)力電動(dòng)汽車模型在多種標(biāo)準(zhǔn)工況下使用不同的控制器進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。結(jié)果顯示，相對(duì)于商用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析工具箱軟件中提供的控制器和基于線性時(shí)變模型的預(yù)測(cè)控制策略，提出的非線性模型預(yù)測(cè)控制策略在改善燃油經(jīng)濟(jì)性方面效果顯著。

Hoseinali Borhan.2011 IEEE 1063-6536.

編譯：劉超