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河南科技大学学报(自然科学版)2024年第04期:基于Stackelberg博弈的燃料电池混合动力汽车跟车能量管理

来源:期刊VIP网 时间:


作者:付主木;朱龙龙;陶发展;李梦杨;

单位:河南科技大学信息工程学院;河南科技大学河南省机器人与智能系统重点实验室;洛阳师范学院物理与电子信息学院;

摘要:跟车场景下燃料电池混合动力汽车(FCHEV)的速度与能量管理协同优化是实现车辆节能的重要有效手段,针对现有策略中双能量源退化与能耗耦合关系不明,且难以兼顾全局优化与实时性能的问题,提出一种基于Stackelberg博弈的FCHEV跟车能量管理策略。首先,建立了燃料电池/锂电池的能耗与性能退化模型,并纳入到统一量纲的整车综合使用成本函数中;其次,提出了基于分层解耦的跟车能量管理策略,实现跟车速度与功率分配的解耦控制;最后,综合考虑跟车安全性、舒适性、燃料经济性和能源耐久性,建立跟车控制层与能量管理层对应的双层规划模型,并基于Stackelberg博弈思想设计了双层差分遗传算法对策略核心参数进行离线优化。仿真和实验结果表明:相较于模型预测控制方法,该方法可降低平均车间距误差37.7%、平均冲击度2.4%、等效氢气消耗9.3%和能源退化成本13.9%,实现了优化性能与实时性的兼顾。

关键词:燃料电池混合动力汽车;;跟车能量管理;;双层规划;;Stackelberg博弈;;双层差分遗传算法

基金资助:国家自然科学基金项目(62301212,62371182);; 河南省高校科技创新人才计划项目(23HASTIT021);; 龙门实验室重大科技项目(231100220300);; 河南省科技研发计划联合基金项目(222103810036);; 河南省重点研发与推广专项科技攻关项目(222102240009)