基于协变量自适应的混合动力车辆能量管理控制策略

胡苏楠，朱明亮，吴晓东，许敏

(上海交通大学智能汽车研究所，上海 200240)

混合动力车辆相对传统内燃机车辆具有较好的燃油经济性，其中能量管理策略是混合动力车辆获得良好经济性的关键，能量管理策略的功能是对发动机和电机进行合理的动力分配从而优化整个系统的能量传递。目前，大家做了很多这一方面的研究，形成了各种各样的策略体系，总的来说，可分为两种类型[1-2]：基于逻辑门限的策略和基于优化理论的策略。相对于基于逻辑门限的策略，基于优化理论的策略可以获得更好的控制效果[3]。

基于逻辑门限的策略的核心思想是设计一系列逻辑规则，将发动机的工作点限制在高效区间内[4-5]。这种方法相对来说容易实现，也不需要复杂的计算，但是逻辑规则设计依赖于工程经验，并且不能覆盖所有可能的混合动力车辆的动态特性。此外，策略的控制效果还和工况有关。对于基于优化理论的策略，动态规划(DP)是典型的一种，在已知工况情况下DP可以获得全局最优的燃油经济性[6-7]。由于DP必须提前已知工况，所以很难在实际道路上使用，而且超大的计算负荷也是DP实时应用所要解决的一个问题，但是DP的最优结果可以作为其他策略的参考。模型预测控制(MPC)是另外一种能量管理的方法[8-10]，MPC的特点是需要预测未来工况，工况预测的准确度影响这个方法的控制效果。

等效燃油消耗最小化策略(ECMS)[11]和庞特里亚金极小值原理(PMP)[12]也属于基于优化理论控制策略，这两种方法通过实时考虑车辆的瞬时特性来实现瞬时优化。……