基于动态规划的PHEV能耗分析

张盟阳

（长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064）

引言

日益严重的能源与环境问题使新能源汽车的研究受到更多的人关注。插电式混合动力汽车（PHEV）有良好的续航能力，补充燃料与充电方便，在市场上广受欢迎[1]，成为新能源汽车过渡时期的重要产品。在行驶过程中合理利用PHEV的多个动力源使其能耗最小是研究人员的工作重点。在多种能量管理策略中，规则性策略在功率分配过程中有极大的浪费；全局优化算法如：动态规划（DP）[2]、凸优化（CP）[3]等不能实时使用，瞬时优化策略需要大量数据训练，仍在不断优化。局部优化策略[4]在预测时易受外界干扰。动态规划作为经典优化策略，在此基础上发展出多个实时规则控制，得到广泛使用。

本文针对一款PHEV，基于动态规划算法，针对不同行驶里程，仿真分析能耗结果。

1 插电式混合动力车模型

整车动力系统结构如图1所示，发动机与ISG电机组成的EGU单元与动力电池为整车动力源，因此PHEV有多个工作模式。EGU开启时刻、EGU开启次数以及EGU输出功率与需求功率比值决定了PHEV的工作模式，同时也是功率分配的重点研究内容。

图1 整车动力系统结构图

功率分配过程中功率平衡方程如下：

式中：η1为驱动电机效率；Paux为整车附件消耗功率；Pb为动力电池输出功率，为保护电池，限制电池最大充电功率为－30kW；Pegu为EGU单元输出功率。

整车质量为14 500 kg，车身长12 m，减速器减速比为13.5，动力电池选择总电压为537.6 V，电池容量为180 Ah的磷酸铁锂电池，发动机以天然气为燃料，最大输出功率为88 kW。……