基本概念：等效燃油消耗最小化

等效燃油消耗最小化策略（ECMS）最早是根据工程经验针对并联式混合动力车辆提出的［52］，由于车辆动力传动系统增加了电池组这一能量源，ECMS将每一时刻的系统功率来源分为发动机工作对应的化学功率和电池使用对应的等效化学功率：

式中，代表从化学能量源（油箱）到发动机、功率分配装置、电机、电池这一完整路径的平均效率，电池不同使用状态（充电或放电）对应的效率值也不相同。

定义一个“等效因子”为

燃油低热值为 QLHV，可改写

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考虑到装甲车辆内部空间的强约束，动力电池组的容量极其受限，不像民用车辆中插电式混合动力汽车和增程式混合动力汽车采用比较大的电池组，因此，为保证机电复合传动系统在任意时刻都能维持正常运转，电池组的SOC变化范围尽可能小，ECMS的假设可归纳为：每一工况结束时的电池SOC与工况起始时基本相同（保证每次车辆使用后均将电池SOC维持在最优值附近），某一瞬时使用（获得）的电能均对应了其后的发动机额外（节省）的一部分燃油消耗。对系统某一工作时刻，可能存在着两种状态：

（1）当前电池功率为正，处于放电状态，未来某一时刻发动机需要提供部分功率用于给电池充电，从而会额外消耗一部分燃油。

（2）当前电池功率为负，处于充电状态，未来某一时刻由电池提供部分功率用于辅助发动机工作，进而减小部分燃油消耗。

对于这两种状态，当前电池的使用（充电或放电）均对应了未来的一部分“等效”燃油消耗，因此可将这部分未来的“等效”燃油消耗添加到当前瞬时的成本函数中，从而得到瞬时等效燃油消耗：

其中，为电能使用所对应的一部分等效燃油消耗；s为定义的等效因子，用于将电能的消耗计入瞬时等效燃油消耗中。

需要指出，对本书研究对象这一类混合动力车辆而言，发动机仍是主要动力源，车辆最终的燃油经济性仍主要取决于行驶工况过程中的发动机工作点分布。ECMS中“等效”的内涵主要是指当引入了另外的能量源以后，优化发动机工作点时还需满足额外的约束（如SOC的工况始末值应保持不变）。因此ECMS这一类能量管理策略在HEV上的应用本质上是一个发动机工作点在多重约束下的优化问题。提升HEV的燃油经济性也仍然是为了使发动机在满足系统需求和约束条件的前提下运行在燃油消耗更少的工作点上。