[發(fā)明專利]一種插電式混合動力客車的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210545652.4
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102991497A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李亮;楊超;張亞輝;黃碩;宋誓利
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B60W20/00
• 分類號: B60W20/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種插電式混合動力客車的控制方法，尤其涉及一種基于GPS導(dǎo)航與交通車速-時間歷史統(tǒng)計信息的插電式混合動力客車多能源協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，屬于混合動力客車控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著混合動力公交客車在國內(nèi)各大中小城市的示范運營，其顯著的節(jié)能減排效果得到了人們的一致認(rèn)可，但由于電池關(guān)鍵技術(shù)尚未得到突破，因此常規(guī)混合動力客車在燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能的提升仍有很大空間。插電式混合動力客車作為常規(guī)混合動力客車的升級版，可通過在晚間用電低谷期將動力電池接入電網(wǎng)充電的形式，實現(xiàn)了對更為廉價清潔能源的充分利用，相比常規(guī)混合動力客車電池電能自給自足的形式，插電式混合動力客車可以更多地進(jìn)行純電行駛，從而使整車燃油經(jīng)濟(jì)性得到顯著提升。

然而，針對大中城市復(fù)雜的交通工況怎樣通過控制策略合理分配電和燃油的使用，成為設(shè)計插電式混合動力客車整車能量分配策略設(shè)計的主要目標(biāo)。插電式混合動力客車能量管策略中普遍存在著荷電耗盡型（charge-depletion）和荷電維持型（charge-sustaining）兩種策略，前者由于其對電能的充分利用更適合插電式混合動力客車的應(yīng)用，但是目前國內(nèi)插電式混合動力公交客車配置的電池容量只能覆蓋每天公交路程的60%-70%，剩下的公交工況仍由發(fā)動機(jī)提供動力。這樣如果不對電能進(jìn)行合理的分配，就會造成例如在擁堵路段電量已耗盡到電池SOC下限而只能采用發(fā)動機(jī)驅(qū)動，車輛頻繁的啟停導(dǎo)致油耗和污染物排放的增加，整車燃油經(jīng)濟(jì)性得不到保障的結(jié)果。

目前混合動力公交客車的整車能量分配策略都是固定不變的，沒有考慮到特定城市的特定公交線路的實際交通信息，因此整車所配備的能量分配策略并不能針對固定公交線路從每天運行時間范圍的角度去考慮合理分配電能和與燃油能量，實現(xiàn)全局能量的最優(yōu)分配。GPS導(dǎo)航的應(yīng)用與車載信息單元的廣泛普及為公交客車固定線路全天運行能量最優(yōu)分配提供了實現(xiàn)的可能。GPS，全稱Global?Positioning?System，即全球定位系統(tǒng)，可利用GPS定位衛(wèi)星實現(xiàn)車輛定位的功能，配合某城市的數(shù)字地圖便可以準(zhǔn)確得到公交客車在運行中的準(zhǔn)確位置。不可否認(rèn)的是某固定城市公交線路每天每時段以及線路中各個站點間的交通流量是具有統(tǒng)計規(guī)律的，即某固定線路某兩個站點之間在每天同時刻內(nèi)的交通擁堵程度大致相同，交通擁堵程度由公交客車運行在該公交線路站與站間的平均速度表征，將該統(tǒng)計信息存儲在車載信息單元中，通過GPS與數(shù)字地圖并結(jié)合當(dāng)前時間信息查找車載信息單元中該條公交線路歷史交通流量統(tǒng)計信息通過提前分析好的道路等級，通過判定當(dāng)前時刻位置所屬道路擁堵等級，選擇對應(yīng)的能量分配策略從而實現(xiàn)控制策略的實時調(diào)整，能夠更好的適應(yīng)固定的線路工況，進(jìn)一步減少整車油耗，提升燃油經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種插電式混合動力客車的控制方法，針對目前插電式混合動力公交客車整車能量分配策略工況適應(yīng)性差的缺點，根據(jù)GPS導(dǎo)航與交通車速-時間歷史統(tǒng)計信息，對插電式混合動力公交客車進(jìn)行能量實時分配，以保證車輛正常運行的同時進(jìn)一步提升整車燃油經(jīng)濟(jì)性，減少污染物排放。

本發(fā)明提出的插電式混合動力客車的控制方法，包括以下步驟：

（1）從城市交通管理中心獲取公交線路的交通車速-時間歷史統(tǒng)計信息，根據(jù)獲取信息，對車輛通過道路擁堵段的狀態(tài)進(jìn)行分級：擁堵時間車輛通過擁堵路段為一級，擁堵時間車輛通過非擁堵路段為二級，非擁堵時間車輛通過擁堵路段為三級，非擁堵時間車輛通過非擁堵路段為四級；

（2）對上述各擁堵等級，設(shè)定車輛的實時能量分配方法：

一級擁堵，車輛采用純電驅(qū)動，并使車輛的離合器分離，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，電機(jī)由動力電池供電進(jìn)行純電驅(qū)動；

二級擁堵，當(dāng)車輛的驅(qū)動扭矩小于或等于電機(jī)最大扭矩T₁時，離合器分離，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，電機(jī)由動力電池供電進(jìn)行純電驅(qū)動；當(dāng)車輛的驅(qū)動扭矩大于電機(jī)最大扭矩T₁時，開啟發(fā)動機(jī)，離合器接合，發(fā)動機(jī)、電機(jī)共同輸出扭矩進(jìn)行混合驅(qū)動，其中的電機(jī)最大扭矩T₁通過電機(jī)外特性曲線查表求得；