摘要: 石油供给问题和环境污染问题始终裹挟着我国汽车产业的发展，成为汽车市场蓬勃发展之下紧随的阴影，插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle， PHEV)拥有相比于燃料电池汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)更加成熟的技术和相比于纯电... 展开 石油供给问题和环境污染问题始终裹挟着我国汽车产业的发展，成为汽车市场蓬勃发展之下紧随的阴影，插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle， PHEV)拥有相比于燃料电池汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)更加成熟的技术和相比于纯电动汽车(Electric Vehicle, EV)更长的续航以及更低的充电设施依赖，因此发展智能网联 PHEV 成为新能源汽车借助智能网联化技术实现节能减排潜力进一步释放的有效途径。由于当前阶段尚未系统性的有针性的对PHEV车速曲线自主规划和动力源扭矩实时分配协同控制的 PHEV 协同优化能量管理策略的研究。本研究使用动态规划，从求解方式、终端状态约束和简化三个方面对智能网联插电式混合动力汽车协同优化能量管理策略展开研究，主要内容为以下四部分： ①分析并介绍了研究对象的结构、工作模式和参数，采用理论和和实验相结合的方式建立了PHEV 核心动力部件模型。设计了基于动态规划的 PHEV确定工况全局优化能量管理策略，对全局优化下的换挡特征、动力源扭矩分配和SOC变化进行研究，并对比CD-CS策略和全局优化能量管理策略在能量管理上的不同，并将全局优化能量管理策略其作为后续协同优化能量管理策略研究的基础。 ②基于动态规划思想和不同速度限制条件的给出方式，分别设计了基于动态规划时间域求解的 PHEV 协同优化能量管理策略和基于动态规划空间域求解的PHEV 协同优化能量管理策略。定义并研究了速度限制工况和确定工况的异同，提出了时间域速度限制工况直接转化得到空间域非均匀离散工况的方法。在AER模式、HEV模式和混合模式三种PHEV的使用场景下证明了协同优化能量管理策略的有效性，即无论是时间域求解还是空间域求解协同优化能量管理策略在三种使用场景下均能够实现速度和加速度限制下的综合能耗成本最优。对时间域求解无法对终端的行程距离进行约束，空间域求解无法对终端的行程时间进行约束的现象进行说明，为后文对 PHEV 协同优化能量管理策略终端状态约束研究作铺垫。 ③从状态变量限制终端状态约束、时空域求解终端状态约束和调整因子终端状态约束三种情况分别进行讨论。基于动态规划原理分别对三种约束方式进行设计和验证，最终得到适合于智能网联PHEV协同优化终端状态约束方法，即调整因子终端状态约束。使用该约束方法在AER模式、HEV模式和混合模式下进行终端状态约束求解验证，结果表明时间域求解配合行程距离调整因子，空间域求解配合行程时间调整因子都能在实现终端状态约束的情况下显著提升 PHEV 的综合能耗经济性，为采用动态规划进协同优化能量管理问题的终端状态约束研究提供了系统性的研究框架参考。 ④从模型简化、控制变量降维与状态变量简化和MATLAB算法优化四个方面对算法进行全方位的简化和优化。对比快速规划、协同优化和全局优化三种策略在局部规划和全局规划上的能量管理效果差异和计算时间差异，快速规划在具有和协同优化相当优化效果的前提下可大幅度降低计算时间，证明了快速规划具有在线应用的潜力。为后续协同优化的在线应用研究做前期探索。 收起