[發明專利]基于V2X的混合動力汽車的能量管理優化控制方法有效
| 申請號： | 201610052661.8 | 申請日： | 2016-01-25 |
| 公開（公告）號： | CN105759753B | 公開（公告）日： | 2018-06-19 |
| 發明（設計）人： | 錢立軍;邱利宏;闞萍;程偉;辛付龍 | 申請（專利權）人： | 合肥工業大學 |
| 主分類號： | G05B19/418 | 分類號： | G05B19/418 |
| 代理公司： | 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135 | 代理人： | 吳明華 |
| 地址： | 230009 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 混合動力汽車 能量管理 目標車速 優化控制 分層 交通信號燈 上層控制器 動力汽車 交通設施 模型預測 時間窗口 無線傳輸 車聯網 算法 通信 油耗 正時 制動 紅燈 停車 反饋 優化 | ||
1.基于V2X的混合動力汽車的分層能量管理優化控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟(1)、基于車聯網環境，汽車通過專用短距離通信(DSRC)、射頻識別(RFID)、藍牙、ZIGBEE、WI-FI或窩峰網，進行車與車通信以及車與交通實施通信；
步驟(2)、通過交通信號燈正時獲取混合動力汽車的目標車速；
步驟(3)、通過上層控制器集成的模型預測算法以及步驟(2)獲取的混合動力汽車目標車速預測給定時間窗口的最優目標車速序列，并將最優目標車速序列通過無線傳輸形式反饋給每輛車的駕駛員，駕駛員根據最優目標序列車速進行加速或者制動；
步驟(4)、車載通信裝置將加速和制動踏板傳感器采集的信號反饋發送給云端服務器；
步驟(5)、云端服務器根據加速或者制動踏板傳感器采集到的信號，計算駕駛員請求轉矩或者功率信息并通過無線傳輸的方式發送給下層控制器；
步驟(6)、下層控制器根據接收到的駕駛員請求的轉矩或功率信息,獲取當前時刻發動機和電機的最優轉矩或功率分配，并將最優轉矩或功率分配指令通過無線傳輸發送給發動機控制器、電機控制器、變速箱控制器以及動力電池控制器；
步驟(7)、各動力部件控制器根據接收到的控制指令控制對應的動力部件執行相關的輸出操作，并將動力部件的實際輸出反饋給下層控制器進行閉環修正；
步驟(2)中獲取混合動力汽車目標車速，包括如下步驟：
步驟(21)、建立混合動力汽車縱向動力學模型，如公式(1)：
式(1)中，si為第i輛車的位置，用坐標表述；
vi為第i輛車的速度，單位為m/s；
xi為第i輛車的狀態向量；
ui為第i輛車的控制變量，含義為任意時刻單位質量牽引力或制動力，單位為N/kg；
Mi第i輛車的質量，單位為kg；CD為控制阻力系數；ρa為空氣密度，單位為kg/m3；Afi為第i輛車的迎風面積，單位為m2；μ為滾動阻力系數；θ為坡度，單位為(°)；
步驟(22)、建立混合動力汽車的功率平衡方程，如公式(2)：
式(2)中，Pireq為第i輛車的驅動需求功率，單位為W；
步驟(23)、根據混合動力汽車的功率平衡方程，且在滿足縱向動力學約束的前提下，建立N輛車消耗的總能量的最小值模型，如公式(3)：
式(3)中，為混合動力汽車的等效燃油消耗率，單位為g/s；
ηeff為汽車傳動系統的總效率；H為汽油的熱值，單位為J/g；
T為給定的時間窗口，單位為s；
δt為計算步長，單位為s；vimin、vimax分別為汽車行駛速度的最小和最大值，單位為m/s；
uimin、uimax分別為控制變量的最小和最大值，單位為N/kg；
步驟(24)、為避免混合動力汽車紅燈停車,根據交通信號燈正時獲取目標車速:
基于交通信號燈正時，建立汽車目標車速求解模型,如公式(4)：
其中，vimin≤viobj(td)≤vimax viobj為第i輛車的目標車速，單位為m/s；dia(td)為第i輛車的位置si與交通信號燈a的距離，單位為m；Kw為信號燈的循環次數，取整數；tg、tr分別為紅燈和綠燈的持續時間，單位為s；tc為一個紅綠燈周期的時間，單位為s；td為汽車行駛的時間，單位為s。
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