基于新型改进遗传算法的混合动力客车高效制动能量回收预测控制策略研究

摘要

制动能量回收是提升混合动力客车燃油经济性的核心技术之一。然而基于传统客车机械制动系统与制动能量回收系统集成的混合制动系统,在多种复杂市区、郊区甚至极限工况下,如何通过合理分配再生制动力矩和摩擦机械制动力矩,保证整车稳定性和经济性均衡最优,仍为新能源汽车领域亟待解决的难题。为此,提出一种基于新型改进遗传算法的混合动力客车高效制动能量回收控制策略。结合混合制动系统结构与动力学特性,搭建7自由度整车纵向动力学模型;考虑轮胎在临界稳定区域的高度非线性以及制动过程中稳定性、经济性等性能要求的多目标特性,采用遗传算法对有限时域内的前后轴机械制动力矩及电机制动力矩的最优分配问题进行预测求解,并采取滚动优化策略实现整个制动过程的最优控制,同时为了防止在预测域内收敛于局部最优解,设计多子种群各自迭代并组合优化的方法对遗传算法进行改进;基于多维表格和最近点的方法对该控制策略进行实时化处理,并完成仿真与硬件在环试验。试验结果表明提出策略在保证整车稳定性的同时,较实车控制器中采用的规则式控制策略,提升15%的制动能量回收率。