混合动力电动汽车能量管理策略是一个涉及复杂决策问题的非线性系统最优控制问题,能量管理与分配策略是提高燃油经济性的关键,而基于优化算法的能量分配策略能够有效解决上述问题。本文围绕混合动力汽车能量管理策略设计与优化,主要研究内容如下:首先,本文对并联式混合动力汽车进行了建模研究。采用实验建模法和理论建模法相结合的方法,建立了整车及其零部件数学模型,包括发动机模型、电机模型、电池模型、变速器模型、传动系模型、车轮模型、驾驶员模型及其整车动力学模型等。在仿真软件Cruise中建立了整车仿真模型,为后续能量管理策略的研究开发提供了仿真平台。其次,研究了基于规则的逻辑门限值控制策略。在Stateflow中建立了控制策略仿真模型,并利用Matlab软件的自动代码生成功能将控制策略仿真模型编译成DLL文件,并将生成的DLL文件集成到Cruise软件中实现了Matlab与Cruise联合仿真。然后,研究了基于动态规划的能量管理策略。以电池SOC和传动系传动比为状态变量,以发动机转矩和变速器档位为控制变量,建立了以燃油经济性为目标的最优控制数学模型。为了减少计算量,本文对前面建立的混合动力汽车数学模型进行了简化,采用了基于实验数据的数值模型。仿真结果表明基于动态规划的能量管理控制策略明显优于基于逻辑门限值的能量管理控制策略。最后,研究了基于随机动态规划的能量管理策略。将车辆行驶需求功率建模成驾驶员需求功率马尔可夫模型,通过需求功率转移概率矩阵预测下一时刻的车辆行驶需求功率,以使得当前时刻及未来时刻的燃油消耗最小。利用策略迭代法求解随机动态规划最优控制问题,得出了发动机与电机的控制转矩序列。仿真结果表明基于随机动态规划的能量管理控制策略明显优于基于逻辑门限值的能量管理控制策略,相对于基于动态规划的能量管理策略,基于随机动态规划的能量管理策略得到是全局次优解。