[發明專利]基于多智能體技術的混合動力汽車能量管理系統與方法

有效

• 申請號: 201310616569.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103640569A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 梁軍;葛慧敏;陳龍;陳小波;沈偉國;李世浩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W20/00;B60W30/18
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及一種基于多智能體技術的并聯式混合動力電動汽車的能量管理技術領域，具體涉及一種能量管理系統與方法。

背景技術

汽車作為現代文明的一大標志,給人們帶來舒適與便利的同時,也帶來了嚴重的環境污染與能源消耗，為了緩解環境污染和能源消耗這兩大問題,各國都在發展具有節能、清潔特點的新能源汽車，而混合動力汽車是目前世界上真正實現量產的新能源汽車,在今后長時間內仍將是新能源汽車發展的主流。

混合動力電動汽車按照汽車動力系統的的特點一般分為串聯式、并聯式和串、并混合式。并聯式混合動力電動汽車指的是車輛的驅動力可由電動機及發動機同時或單獨供給，它能夠在較低負荷時單獨使用發動機或電動機作為動力源，而需要大功率時可以同時使用電動機和發動機作為動力源驅動汽車行駛。?

由于并聯式混合動力電動汽車的發動機與車輪之間為機械連接,使得發動機的工作區間受車輛運行工況的影響較大,不能總是處于最大效率區,需依賴于合理的能量管理系統與方法。能量管理系統與方法的核心就是能量管理策略。目前混合動力汽車能量管理策略大致可以分為基于規則的能量管理策略和基于優化的能量管理策略兩類?；谝巹t的能量管理策略由于功率的分配沒有經過優化，不能充分發揮能量管理的優勢。全局優化能量管理策略因為需要準確知道整個行駛工況，要求過于苛刻，相反等效燃油最小的能量管理策略只是對當前時刻的優化，對車輛未來行駛工況信息考慮不夠。

發明內容

針對現有技術中對并聯式混合動力汽車進行能量管理存在的不足，本發明的主要目的在于提供一種基于多智能體技術的混合動力電動汽車的能量管理系統與方法，其能在車輛行駛時依據車速、加速度、驅動轉矩、轉向燈等車輛行駛狀態參數以及GPS、GIS采集到的道路信息或交通狀況預測出車輛未來一小段的行駛工況，以此作為系統前一時刻的輸入，在線求解一個最優化問題,得到未來一段時間內(預測時域內)的最優控制序列,將該控制序列的第一個控制量作為此時刻的輸入作用到系統,在下一時刻重復上述過程。從而對混合動力汽車各組成部件(如電機、發動機、電池組、傳動裝置等)之間功率流的大小和方向進行有效的分配,以滿足駕駛員所需的牽引動力,維持電池電量,降低油耗,減少尾氣排放實現節能環保。

為實現上述目的，本發明采用的方案為：

基于多智能體技術的混合動力汽車能量管理系統，包括信號采集agent、預測agent、蓄電池agent、能量管理agent和執行agent，其特征在于，信號采集agent通過數據采集單元收集車輛運行數據和運行環境信息，并把這些信號傳輸給預測agent，預測agent根據這些信號預測出車輛將來一小段行駛工況并把預測信息傳輸給能量管理agent，能量管理agent根據預測agent傳來的信息以及蓄電池agent傳輸的信息計算出車輛能量最優分配并把此分配指令傳輸至執行agent，最后執行agent執行能量在發動機和電機之間分配方案。

所述信息采集agent和執行agent為反應型agent；所述預測agent為混合型agent；所述蓄電池agent和能量管理agent為慎思型agent。

所述數據采集單元包括GPS接收器、GIS接收器、節氣門傳感器、制動踏板傳感器、外部環境agent和CAN數據采集系統。

基于多智能體技術的混合動力汽車能量管理系統的方法，實現方式步驟如下：

1）信號采集agent接受車速、加速度、驅動轉矩、轉向燈的車輛行駛狀態參數以及GPS接收器、GIS接收器采集到的道路信息和交通狀況的信號，并把這些信號傳輸給預測agent；

2）在預測agent中把汽車行駛工況分成3種不同的模式，即低速模式（車速小于10km/h）、中速模式和高速模式（車速大于60km/h），中速模式時運用模糊聚類預測，低速模式和高速模式使用加速度預測方法；

3）由預測agent根據模糊C-均值聚類算法將已有的一些標準工況，例如CYC_EUDC、CYC_CBDBUS、CYC_UDDS、CYC_NYCC等國際標準工況，進行適當的修改后設置為模糊聚類中的分組中心，將混合動力汽車行駛的隨機工況作為樣本，經過模糊聚類計算出其對于分組中心的隸屬度矩陣，然后根據隸屬度求出預測工況，然后把預測結果傳輸至能量管理agent，同時蓄電池agent采集到的信息傳輸至能量管理agent；