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原文传递一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法

专利名称：	一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法
摘要：	本发明涉及一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，属于混合动力乘用车车能量管理领域。该方法包括：S1根据插电式混合动力乘用车行驶循环的速度谱，计算动力电池SOC的参考值；S2建立动力传动系统的数学模型、纵向动力学模型和电子器件之间的功率平衡方程；S3基于自适应等效消耗最小策略，建立目标函数；S4基于庞特里亚金极小值原理，由目标函数建立哈密顿函数，并使用打靶法计算目标函数中的最优初始协态变量值，得到发动机‑发电机单元与动力电池之间的功率分配策略。本发明省去了行驶速度的预测工况识别过程，操作更简单方便，并具有计算负担小、效率高、结果有较强的鲁棒性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	胡晓松;侯聪;解少博;唐小林;段紫文
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910578305.3
公开号：	CN110194177A
代理机构：	北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：	赵荣之
分类号：	B60W40/12(2012.01);B;B60;B60W;B60W40
申请人地址：	400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号
主权项：	1.一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤： S1：根据插电式混合动力乘用车的行驶记录，得到行驶循环的速度谱，并计算动力电池荷电状态(State of charge，SOC)的参考值； S2：建立动力传动系统的数学模型、纵向动力学模型和电子器件之间的功率平衡方程； S3：基于自适应等效消耗最小策略，以实时的总能量消耗费用为目标，建立目标函数； S4：根据步骤S3建立的目标函数，基于庞特里亚金极小值原理，建立哈密顿函数，利用打靶法中的最优初始协态变量值，然后结合协态变量值和等效因子的关系，得到自适应等效消耗最小策略中的最优等效因子初始值，最后得到发动机-发电机单元与动力电池之间的最优的功率分配策略。 2.根据权利要求1所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S1中，动力电池SOC的参考值的计算公式为：其中，SOCref(t)为动力电池的SOC参考值，SOC0为动力电池SOC的上边界值，SOCf为动力电池SOC的下边界值，Dnow(t)为实时的行驶距离，Dtotal为总行驶距离，v(t)为行驶速度，t为时间。 3.根据权利要求2所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述动力传动系统的数学模型中，动力电池SOC的动态方程为：其中，为动力电池SOC的动态特性，Uoc为开路电压，Rb为动力电池内阻，Pb为动力电池输出功率，Qb为动力电池的容量；所述纵向动力学模型为：其中，Tm为每个驱动电机的输出转矩，nm为每个驱动电机的转速，Pr为两个电机需求的总功率，ηm为驱动电机的工作效率，ηd为驱动电机输出轴到车轮之间动力传输的机械效率，m为乘用车的总质量，ρ为旋转质量换算系数，ig为两级减速器的传动比，r为车轮滚动半径，Cd为空气阻力系数，A为乘用车迎风面积；所述电子器件之间的功率平衡方程为：其中，PEGU为发动机-发电机单元的输出功率，Paux为辅助器件消耗的功率，Pbat为动力电池的总功率，I为动力电池的电流。 4.根据权利要求3所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S3中，基于自适应等效消耗最小策略建立的目标函数为：其中，J为总能量消耗费用，cf为天然气的市场价格，ce为电网电价，为实时消耗的天然气的体积，s(t)为自适应等效因子。 5.根据权利要求4所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S4中，建立的哈密顿函数为：其中，λ为庞特里亚金极小值原理得到的协态变量值，Eb为动力电池的能量。 6.根据权利要求5所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S4中，使用打靶法计算目标函数中的自适应等效因子的具体步骤为： S41：使用割线法计算每次打靶的初始协态变量值； S42：使用打靶法得到庞特里亚金极小值原理的数值解； S43：根据最后一次打靶的初始协态变量值，计算自适应等效因子的最优稳定常数； S44：通过实验不断调整PI控制器的参数，直到得到满意的结果； S45：计算目标函数中的自适应等效因子。 7.根据权利要求6所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S41中，使用割线法计算每次打靶的初始协态变量值为：其中，λi为第i打靶的初始协态变量值，λ0、δ为常数，SOCi，f为第i次打靶的最终SOC值。 8.根据权利要求7所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S43中，自适应等效因数的最优稳定常数为：其中，λ0，opt为由最后一次打靶得到的最优初始协态变量值，s0为自适应等效因子的最优稳定常数。 9.根据权利要求8所述的基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，其特征在于，所述步骤S45中，所述目标函数中的自适应等效因数为： s(t)＝s0+kp(SOCref(t)-SOC(t))+ki∫0t(SOCref(t)-SOC(t))dt 其中，kp为PI控制器的比例系数，ki为PI控制器的积分系数，SOC(t)为电池的荷电状态。
所属类别：	发明专利