基于GA-ECMS电机转矩优化的混合动力系统协调控制

作     者：林歆悠 郑清香 吴超宇 LIN Xinyou;ZHENG Qingxiang;WU Chaoyu

作者机构：福州大学机械工程及自动化学院福州350002 流体动力与电液智能控制福建省高校重点实验室(福州大学)福州350002 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第2期

页      面：145-153页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51505086). 

主　　题：等效燃油消耗最小策略(ECMS) 协调控制策略 遗传算法 平顺性 

摘      要：在保证经济性的前提下,以提高驱动工况中混合动力系统的模式切换控制品质为研究目的,构建一种基于GA-ECMS电机转矩优化的协调控制策略。基于等效燃油消耗最小策略(Equivalent fuel comsumption minimization strategy,ECMS)获得混合动力系统各个模式下的优化转矩控制策略以及各个模式下的价值量,并根据各个模式下的价值量获得模式切换的边界曲线。然后在此基础上,进而引入驱动电机的转矩系数为控制变量,以电池荷电状态(State of charge,SOC)为状态量,整车的冲击度为价值量构建目标函数,采用遗传算法(Geneticalgorithm,GA)进行优化,获得基于电机转矩系数优化的协调控制策略。在Matlab/Simulink的仿真平台上建立整车仿真模型,采用NEDC和HWFET高速工况的综合工况进行仿真验证,结果表明在NEDC工况下,最大冲击度从19.45 m·s-3,降低至10.96 m·s-3,降低了43.65%;在HWFET工况下,最大冲击度10.692 m·s-3,降低至5.869 m·s-3,降低了45.11%,同时也开展模式切换瞬时冲击度和整车经济性验证。通过以D2P系统为核心的硬件在环试验进一步以福州实际行驶工况进行验证。根据试验结果说明采用所制定的基于转矩优化协调控制策略相比于无协调控制能有效地降低冲击度,提高模式切换品质,并具有良好的整车经济性。