[發(fā)明專利]一種可在線自調(diào)整的增程式電動(dòng)汽車能量管理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310470412.7
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103507656A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋珂;姜蘊(yùn)珈;章桐
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L15/38
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 王小榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保車輛節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于損失功率最小的可在線自調(diào)整的增程式電動(dòng)汽車能量管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車以其良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，已經(jīng)成為了未來汽車發(fā)展的主要趨勢。目前，電動(dòng)汽車的研發(fā)方向大體分為3類：純電動(dòng)汽車(Electric?Vehicle，EV)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(Hybrid?Electric?Vehicle，HEV)和燃料電池電動(dòng)汽車(Fuel?Cell?Electric?Vehicle，F(xiàn)CEV)。從當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展趨勢來看，純電動(dòng)汽車具有能源多樣化、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但由于受到蓄電池性能的制約，存在充電時(shí)間長、續(xù)駛里程較短等問題，現(xiàn)階段難以推廣應(yīng)用。燃料電池電動(dòng)汽車雖然具備加氫時(shí)間短、電池能量密度大等優(yōu)點(diǎn)，但因其價(jià)格昂貴，加氫制氫等基礎(chǔ)設(shè)施不健全，亦不易在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在這種情況下，增程式電動(dòng)汽車(Extended-Range?Electric?Vehicles，E-REVs)的出現(xiàn)，既具有純電動(dòng)汽車節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn)，又改善了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性；而且還繼承了傳統(tǒng)燃油汽車?yán)m(xù)駛里程長的優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今最具應(yīng)用前景的電動(dòng)汽車產(chǎn)品。

增程式電動(dòng)汽車由兩種能量源提供動(dòng)力：即蓄電池作為主要能源，增程器作為備用能源。增程器(Range?Extender，RE)是能夠自身發(fā)電、還能給車載動(dòng)力蓄電池充電的輔助能量裝置。當(dāng)蓄電池電量充足時(shí)，汽車以純電動(dòng)模式行駛；當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)，增程器開始工作，用以給蓄電池充電或直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而大幅提高電動(dòng)車的續(xù)駛里程。

作為具有兩種能量源的新能源汽車結(jié)構(gòu)形式，增程式電動(dòng)汽車的能量管理控制策略與整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放密切相關(guān)。控制系統(tǒng)需制定合適的能量管理控制策略(Energy?Management?Control?Strategy)，以此來協(xié)調(diào)雙能量源之間的能量流分配。控制策略是能量管理系統(tǒng)的核心，是實(shí)現(xiàn)增程式電動(dòng)汽車推廣普及的關(guān)鍵所在。

但是，目前的電動(dòng)汽車能量管理策略均采用離線方法制定策略控制規(guī)則，未考慮隨著電動(dòng)汽車使用壽命的增加，主要?jiǎng)恿υ窗l(fā)生性能衰減(改變)，所制定的能量管理策略理應(yīng)隨之改變，從而獲得最佳控制效果的問題。

在車輛實(shí)際行駛中，隨著電動(dòng)車的使用壽命的增加，蓄電池和燃料電池因長時(shí)間運(yùn)行而造成性能衰減，部分參數(shù)與之前測定的結(jié)果相比會(huì)發(fā)生較大的變化。若始終使用離線方法制定的固定的控制規(guī)則，將導(dǎo)致蓄電池和燃料電池功率輸出的分配關(guān)系不能達(dá)到最優(yōu)，各點(diǎn)的功率損失不能達(dá)到最小，與實(shí)際情況相比會(huì)產(chǎn)生較大的差異，甚至可能會(huì)導(dǎo)致能量管理算法失效。

為了使策略控制規(guī)則表能夠根據(jù)各個(gè)部件(蓄電池、燃料電池)特性的變化而自動(dòng)更新，從而獲得與車載動(dòng)力源部件實(shí)際特性更吻合的能量控制分配效果，需要實(shí)現(xiàn)對蓄電池、燃料電池的參數(shù)實(shí)施實(shí)時(shí)測量及在線計(jì)算，即對燃料電池增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)能量管理策略的在線自調(diào)整功能方面加以研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于損失功率最小的可在線自調(diào)整的增程式電動(dòng)汽車能量管理方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種可在線自調(diào)整的增程式電動(dòng)汽車能量管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在實(shí)車行駛時(shí)，控制端整車控制器VMS測量不同SOC參數(shù)值下對應(yīng)的能量源參數(shù)；

(2)根據(jù)能量源參數(shù)得到能量源充放電效率隨功率變化的情況，結(jié)合增程式電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)損失功率最小計(jì)算方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合算法，對能量管理控制規(guī)則進(jìn)行擬合調(diào)整，實(shí)現(xiàn)能量管理控制規(guī)則的在線更新；

(3)整車控制器VMS根據(jù)混合動(dòng)力系統(tǒng)的SOC參數(shù)和整車需求功率，結(jié)合能量管理控制規(guī)則實(shí)時(shí)控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的功率輸出分配，完成實(shí)車行駛時(shí)的能量分配管理。

所述的能量源參數(shù)包括蓄電池內(nèi)阻、燃料電池的氫氣入口流量和反應(yīng)后的剩余流量以及燃料電池的電堆輸出電壓和負(fù)載電流。

步驟(2)所述的能量管理控制規(guī)則的在線更新具體包括以下步驟：

步驟101，實(shí)車行駛時(shí)，控制端整車控制器VMS向CAN總線通訊子系統(tǒng)詢問能量管理控制規(guī)則計(jì)算所需能量源參數(shù)；

步驟102，信號采集處理子系統(tǒng)采集計(jì)算能量管理控制規(guī)則所需能量源參數(shù)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲到ROM中；

步驟103，實(shí)車行駛結(jié)束時(shí)，整車控制器VMS檢測駕駛員是否發(fā)出能量管理控制規(guī)則更新指令，否則保留原控制器內(nèi)部規(guī)則值不變，若有，則執(zhí)行步驟104；