本书结合作者十多年的研究实践经验,详细阐述了新能源汽车能量管理控制在工程上常见应用方案以及学术领域先进的理论控制优化方法。由八个章节组成,第1章介绍了新能源汽车能量管理系统的基本概念及其发展现状;第2章介绍了目前新能源汽车上广泛应用的基于规则的逻辑门限能量管理策略;第3-8章详细阐述了学术领域常用的优化控制算法、规则学习、工况预测以及强化学习等先进理论算法在能量管理策略上的应用与实现细节。本书可作为新能源汽车能量管理控制研究人员的参考书。
当前汽车行业在未来发展方向上所达成的普遍共识之一是节能减排,发展新能源汽车成为全球各大车企的主要发展方向。受到国家政策的扶持与驱动,我国的新能源汽车产销量自2014年起快速增长,2019年销量已达到120.6万辆。新能源汽车迎来了前所未有的发展机遇,可见未来新能源汽车仍将持续保持快速发展的趋势。
新能源汽车的整车控制技术是其核心技术之一,整车控制器是新能源汽车的控制中枢,负责新能源汽车动力源发动机、驱动电机、动力电池及其附属设备等各关键部件协调控制与工作。而能量管理技术是新能源汽车整车控制技术中的核心和关键,主要负责车辆动力系统工作状态和扭矩输出的控制,是影响车辆舒适性、经济性以及动力性的关键技术。能量管理的控制对象——整车动力系统具有工作状态复杂、强耦合性、强非线性等特点,长期以来都是各汽车研发机构致力于掌握的新能源汽车核心关键技术,在科研领域受到广大学者的重点关注。开发高效节能的新能源汽车能量管理控制方法是提升车辆综合性能的关键,也是促进新能源汽车持续发展的保障与基础。
本书结合作者十余年的研究实践经验,详细阐述了新能源汽车能量管理系统核心算法的技术细节,覆盖内容广泛,包含了能量管理控制在工程上常见应用方案以及学术领域先进的理论控制优化方法。本书共8章,第1章介绍了能量管理系统的基本概念及其发展现状,同时分析了未来能量管理潜在的发展方向;第2章介绍了目前工程上广泛应用的基于规则的逻辑门限能量管理策略,并针对某插电式混合动力汽车构型,详细讲解了基于规则的能量管理策略实例;第3至第8章详细阐述了学术领域常用的动态规划算法、等效燃油消耗算法、模型预测算法、规则学习、工况预测以及强化学习等先进理论算法在能量管理策略上的应用、算法构建以及实现细节。本书在介绍能量管理策略的基础上,充分阐述了各种控制算法的理论基础,深入讨论了各种能量管理方法的仿真分析与实际应用,力求在理论性、实用性、创新性等方面为读者提供不同的帮助与启发。
第1章 新能源汽车能量管理概述
1.1 新能源汽车发展现状与规划
1.1.1 插电式混合动力汽车发展现状与规划
1.1.2 燃料电池汽车发展现状与规划
1.2 新能源汽车能量管理研究现状
1.2.1 基于规则的能量管理策略研究现状
1.2.2 基于实时优化算法的能量管理策略研究现状
1.2.3 基于全局优化算法的能量管理策略研究现状
1.2.4 基于机器学习算法的能量管理策略研究现状
1.3 新能源汽车能量管理发展趋势
第2章 基于规则的能量管理策略
2.1 混合动力系统关键部件建模
2.1.1 整车动力传动系统与基本参数
2.1.2 发动机建模
2.1.3 电动机建模
2.1.4 动力电池建模
2.2 驱动模式系统效率分析
2.2.1 纯电驱动模式
2.2.2 行车充电模式
2.2.3 发动机驱动模式
2.2.4 混合驱动模式
2.3 模式切换规则的制订
2.3.1 CD模式
2.3.2 CS模式
2.4 基于规则的能量管理策略仿真结果
第3章 基于动态规划全局最优的能量管理策略
3.1 全局优化能量管理理论基础
3.2 基于动态规划的PHEV能量管理策略
3.2.1 基于动态规划的PHEV能量管理问题构建
3.2.2 离散精度设定
3.3 动态规划能量管理问题求解
3.3.1 动态规划逆向求解步骤
3.3.2 动态规划正向寻优步骤
3.4 基于动态规划的全局优化能量管理策略实例
3.4.1 混合动力系统建模
3.4.2 状态变量及控制变量离散精度影响研究
3.4.3 全局优化结果分析
3.5 基于动态规划的协同优化能量管理策略
3.5.1 基于动态规划空间域求解的PHEV协同优化能量管理策略
3.5.2 协同优化能量管理策略求解结果分析
……
第4章 等效燃油消耗最小能量管理策略
第5章 基于模型预测的能量管理策略
第6章 基于规则学习的能量管理策略
第7章 基于工况预测的实时能量管理策略
第8章 基于强化学习的能量管理策略
参考文献