基于分层控制的混合动力车辆实时能量管理策略

• 作者: 陈路明 廖自力 马晓军 刘春光
• 来源期刊: 兵工学报
• 关键词: 混合动力车辆 小波滤波 模型预测控制 能量管理策略
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 页码范围: 1580-1591
• 页数: 12页
• 分类号: TP27
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.08.002

摘要

针对混合动力车辆中多动力源协调控制困难、燃油经济性不佳的问题,提出了一种基于分层控制的实时能量管理策略.通过分析车辆混合动力系统的部件特性,对不同动力源进行了数学建模;采用小波滤波层将负载需求功率分频为高、低两个部分,并将高频功率分配给超级电容等功率型动力源,将低频功率作为模型预测控制层的参考输入,以燃油经济性、电池荷电状态和母线电压为优化目标,求解柴油发电机组和动力电池组等能量型动力源的功率指令,依托dSPACE和RTLAB硬件在环仿真平台对能量管理策略进行验证.结果表明:在复合城市排放循环测试工况下,所提出的分层能量管理策略比基于模糊规则的能量管理策略燃油经济性提升了13.05％,比基于单一模型预测控制的能量管理策略燃油经济性提升了5.79％;分层能量管理策略下,能量型动力源的目标功率变化更加平缓,功率型动力源介入工作更加频繁,证明了该能量管理策略在提升燃油经济性和发挥动力源特性方面的有效性.