[發(fā)明專利]一種基于大數據庫的混合動力能量管理策略全局優(yōu)化系統

在審

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• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108108841A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 張曉軍;衛(wèi)海橋;周磊;商藝寶;張鵬飛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06K9/62;G06F17/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

本發(fā)明公開了一種基于大數據庫的混合動力能量管理策略全局優(yōu)化系統，由遠程數據庫模塊和車載終端兩部分組成，所述車載終端包括數據采集模塊、待處理數據存儲模塊、混合動力整車控制器、中央處理器模塊、個性化數據存儲模塊；數據采集模塊包括GPS模塊、加速踏板位置采集模塊、制動踏板位置采集模塊、轉向力矩采集模塊、變速器檔位采集模塊、六軸傳感器模塊、發(fā)動機運轉參數采集模塊、電池荷電狀態(tài)采集模塊。本發(fā)明綜合利用當前發(fā)展迅速的車聯網技術、傳感器技術、GPS技術，通過每一輛裝載該系統的車輛的行駛信息貢獻，快速建立起一個覆蓋全地域的路況信息大數據庫。

技術領域

本發(fā)明屬于現代交通技術領域，涉及一種混合動力汽車行駛工況預測、能量管理策略全局優(yōu)化的系統，更具體的說，是涉及一種基于大數據庫的混合動力能量管理策略全局優(yōu)化系統。

背景技術

面對能源和環(huán)境的壓力，發(fā)展節(jié)能和新能源汽車勢在必行?；旌蟿恿ζ囉捎诰哂休^高的燃油經濟性和較低的排放，成為各大汽車產商邁向新能源汽車領域的一條重要途徑。而混合動力汽車的能量管理控制策略對實現其高效率，低排放有著決定性的影響，因此成為整車的靈魂和核心技術。當前，混合動力汽車的能量管理策略主要分為基于簡單規(guī)則的控制策略，瞬時優(yōu)化控制策略和全局優(yōu)化控制策略三種類型。

基于簡單規(guī)則的控制策略主要為邏輯門限值控制方法，該方法根據發(fā)動機和電動機的MAP圖，來設定發(fā)動機的關斷條件，轉矩限值，轉速限值，電池的SOC限值等，使發(fā)動機，電動機，電池都工作在高效率區(qū)間，從而提高燃油經濟性，此控制方法快速簡單，實用性強，因此獲得了廣泛的應用，但由于門限值為固定值，沒有考慮到實際的行車工況，從而無法獲得整車系統的最大效率。

瞬時優(yōu)化控制策略是在車輛行駛的每個時刻，計算所有滿足駕駛人需求轉矩的發(fā)動機和電機輸出轉矩組合對應的燃油消耗量和消耗的電量，將該瞬時的燃油消耗表示為發(fā)動機燃油消耗和消耗電量的等效燃油消耗，調整電機輸出轉矩，獲得該瞬時燃油消耗的最小值，將該最小值所對應的發(fā)動機和電機輸出轉矩組合作為混合動力總成的工作點，同時，該方法還可綜合考慮排放性能，從而獲得綜合最優(yōu)性能，但是此種方法需要進行大量的浮點運算，實時性較差，控制效果過分依賴各部件性能特性參數的精確性，受電池老化、發(fā)動機動態(tài)特性等的影響，在實際車輛的實時控制中難以實現。

瞬時優(yōu)化控制策略是針對某個實時的工況進行優(yōu)化，可以保證車輛瞬時的最優(yōu)燃油經濟性和排放性，但是由優(yōu)化理論可知，瞬時最小值之和并不等于和的最小值，因此并不能保證在整個車輛運行期間內最優(yōu)，全局優(yōu)化控制策略才能夠實現真正意義上的最優(yōu)化。全局優(yōu)化控制策略是以一段既定的完整的行駛路況上的整車等效燃油消耗、排放等為目標函數,在滿足車輛機械約束等條件下建立全局優(yōu)化數學模型,在滿足電機、發(fā)動機、電池等條件的制約下,求得全局的最優(yōu)能量分配方案。但是由于全局優(yōu)化控制策略需要預先知道整個行駛工況，才能獲得最佳的優(yōu)化效果，因而限制了其的廣泛應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現有技術中的不足，針對當前整個行程工況難以預測導致全局優(yōu)化無法實現的問題，提出了一種基于大數據庫的混合動力能量管理策略全局優(yōu)化系統，該系統綜合利用當前發(fā)展迅速的車聯網技術、傳感器技術、GPS技術，通過每一輛裝載該系統的車輛的行駛信息貢獻，快速建立起一個覆蓋全地域的路況信息大數據庫，另外，通過采集駕駛信息，實現對駕駛員偏好的自學習，從而在行程開始前，可以通過大數據庫預測整個行程的工況，并結合駕駛員偏好修正，實現混合動力能量控制的全局優(yōu)化，達到更好的燃油經濟性和排放性。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發(fā)明的基于大數據庫的混合動力能量管理策略全局優(yōu)化系統，由遠程數據庫模塊和車載終端兩部分組成，所述車載終端包括數據采集模塊、待處理數據存儲模塊、混合動力整車控制器、中央處理器模塊、個性化數據存儲模塊；