摘要: 插电式混合动力汽车 (Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 的电池容量较大，有外接充电接口，结合了燃油汽车与纯电动汽车的优势，发动机直接参与驱动，减少对充电设备的依赖性，降低排放的同时增长行驶里程。智能网联PHEV融合现代通信与网络技术... 展开 插电式混合动力汽车 (Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 的电池容量较大，有外接充电接口，结合了燃油汽车与纯电动汽车的优势，发动机直接参与驱动，减少对充电设备的依赖性，降低排放的同时增长行驶里程。智能网联PHEV融合现代通信与网络技术，实现交通环境信息共享，行驶过程更加安全和节能。为进一步提升PHEV能耗经济性，针对传统PHEV 能量管理策略 (Energy management strategy, EMS) 基于驾驶员主观意图影响需求功率进行分层控制，未充分考虑车速对能量管理的影响，无法达到整车能量最优控制，本文进行了智能网联PHEV车速自主选择和动力源转矩实时分配的协同优化研究，有效降低综合能耗成本，主要开展研究工作如下： (1) 选取 P2 构型的单轴并联式混合动力系统作为研究对象，完成了传动系统参数匹配与各部件数值模型搭建。以能耗为目标，考虑动力源扭矩分配和电池荷电状态 (State of battery charge, SOC) 变化，采用动态规划 (Dynamic programming, DP) 分层优化方法求解能量管理模型。首先确定阶段离散量，选取状态变量和决策变量，然后建立目标函数，设计换挡惩罚函数，抑制频繁换档，最后分别选取NEDC和WLTC循环工况作为分层能量管理策略行驶工况进行仿真分析。通过对比分析基于逻辑门限制规则式控制策略仿真结果，有效验证了分层能量管理策略的能耗经济性，为后续协同优化控制策略的设计提供对比与验证依据。 (2) 提出了基于车速自主选择的智能网联 PHEV 协同优化能量管理策略。为满足实际行驶需求，设计了一种合理约束车速可行域的调整因子，根据行驶工况限制车速自主选择范围，研究车辆速度自主选择与动力源需求扭矩实时分配的协同优化。通过加入抑制挡位变换的惩罚函数与速度波动的惩罚函数，提高车速选择的合理性。动力电池SOC受到速度与扭矩分配的影响，减缓释放速度，动力电池合理释放能量使得整车能耗经济性达到最佳。考虑以行驶时间与行驶距离为约束的控制策略具有差异性，分别建立时间域与空间域协同优化模型，进行协同优化能量管理策略仿真分析。结果表明，基于时间域与空间域的不同约束条件下车辆均表现出良好的能耗经济性。 (3) 分别完成了基于智能网联 PHEV 的纯电模式、HEV 模式和 PHEV 模式的协同优化能量管理仿真实验，获取了不同行驶工况下车辆行驶数据与能耗成本。结果表明，提出的协同优化策略实现了智能网联 PHEV 自主车速选择时达到目标距离的同时满足时间约束。对比分层式控制策略与基于规则的控制策略达到最优综合能耗成本，为后续智能网联PHEV的能量管理研究提供基础。 收起