Fortschritte im Automobilbau
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Abstrakt

Methodik zur Entwicklung einer optimalen regelbasierten Energiemanagementstrategie unter Verwendung einer energetischen makroskopischen Darstellung: Fallbeispiel eines Plug-In-Hybridelektrofahrzeugs

Hussein M. Basma, Charbel J. Mansour, Houssam Halaby und Anis Baz Radwan

Die in Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen implementierte Energiemanagementstrategie beeinflusst in hohem Maße deren Energieverbrauch und Emissionen. Regelbasierte (RB) Controller werden häufig aufgrund ihrer Einfachheit und Eignung für Echtzeitanwendungen verwendet. Diese Controller basieren jedoch meist auf grundlegenden technischen Intuitionen wie der Strategie der Ladungsverarmung und Ladungserhaltung und bieten im Vergleich zu globalen Optimierungsstrategien keine optimalen Energieeinsparungen. Dieses Dokument stellt Praktikern der Antriebsstrangmodellierung eine umfassende Methodik zur Entwicklung eines optimalen regelbasierten Controllers für serienmäßige Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge vor, die aus einer globalen Optimierungssteuerungsroutine abgeleitet wird. Zunächst wird eine dynamische Programmiersteuerung verwendet und basierend auf dem resultierenden Verhalten der Antriebsstrangkomponenten werden dann Energiemanagementregeln abgeleitet. Der resultierende optimale regelbasierte Controller wird weiter angepasst, um die Variation der Fahrtstreckenlängen zu erfassen und unterschiedliche Verkehrsintensitäten zu berücksichtigen. Die energetische makroskopische Darstellung wird zur Modellierung des Fahrzeugs verwendet, in dem der vorgeschlagene optimale regelbasierte Controller implementiert ist. Die Leistung der untersuchten regelbasierten und dynamischen Programmiersteuerungsstrategien wird dann verglichen und anhand des Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle (WLTC) analysiert.