【摘 要】
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混合动力汽车在续驶里程方面优于纯电动汽车,在油耗和排放方面优于传统内燃机汽车。因此,混合动力汽车作为传统内燃机汽车向纯电动汽车转型的理想车型,电池老化对电池SOC估算、整车能量管理以及油耗的影响是混合动力汽车有待解决的问题。本文基于扩展卡尔曼算法（EKF）对考虑电池老化、温度和充放电效率影响因素的电池SOC进行修正估算,并基于Pontryagin最小值原理,提出一种以电池退化和能耗最小为目标的A-
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混合动力汽车在续驶里程方面优于纯电动汽车,在油耗和排放方面优于传统内燃机汽车。因此,混合动力汽车作为传统内燃机汽车向纯电动汽车转型的理想车型,电池老化对电池SOC估算、整车能量管理以及油耗的影响是混合动力汽车有待解决的问题。本文基于扩展卡尔曼算法（EKF）对考虑电池老化、温度和充放电效率影响因素的电池SOC进行修正估算,并基于Pontryagin最小值原理,提出一种以电池退化和能耗最小为目标的A-ECMS（自适应等效燃油消耗最小）能量控制策略。本文主要研究工作如下:（1）混合动力汽车零部件及整车模型的建立。根据已有车型分析了混合动力汽车工作模式,采用实验建模方式建立了发动机和电机模型,传动系统数学模型和纵向动力学模型,利用Simulink搭建整车仿真模型。（2）Thevenin等效电路模型的建立以及基于改进递推最小二乘算法的电池参数辨识。以Thevenin等效电路模型为电池模型,利用实验设备对其进行电压特性实验,拟合出7阶电池充放电OCV一SOC关系式,其拟合误差控制在0.03范围内。在传统递推最小二乘算法基础上,引入遗忘因子λ进行修正,基于HPPC Test脉冲放电仿真实验实现对电池参数的实时辨识。（3）基于电池老化的电池SOC修正估算。依据建立的电池等效电路模型,分别将充放电效率、温度和电池老化对电池SOC估算的影响转化为对电池容量损失、库伦效率以及电池内阻、容量的补偿参数,引入SOC计算公式中,并采用EKF算法在恒流充放电、周期充放电以及UDDS工况下进行仿真验证,分析对比Ah积分法、未考虑电池老化的EKF算法和考虑电池老化的EKF算法三种仿真结果。（4）基于电池老化的能量管理策略的验证。建立电池循环、日历老化模型,基于重庆市2020年日平均温度,利用Pontryagin最小值原理算法求得合理老化权重因子ω=3,将经过修正后的电池SOC和Ah量作为控制变量和参考轨迹,基于NEDC工况验证提出的双状态A-ECMS控制策略的有效性。仿真结果表明,在三种放电工况下考虑电池老化后的EKF算法估算得到的SOC结果都低于其他两种算法,更能接近实际值;并且在NEDC工况下,提出的双状态A-ECMS算法有效地降低了整车能耗,减缓了电池老化速度。
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