[發明專利]一種復合模糊控制的電動汽車復合電源系統控制方法

有效

• 申請號: 201911128839.2
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110979030B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 劉棟良;楊響攀;崔麗麗;張緒;屈峰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B60L50/40
• 分類號: B60L50/40;B60L50/60;B60L58/12
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種復合模糊控制的電動汽車復合電源系統控制方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟一：采集汽車內部相關數據

實時獲取汽車內部的蓄電池荷電狀態和超級電容荷電狀態以及電動汽車在運行過程中的速度和負載的需求功率；

步驟二：確定復合模糊控制器的輸入和輸出及參數模糊化

復合模糊控制器中主模糊控制器采用三輸入，單輸出結構，其中三輸入是車輛需求功率P_req、蓄電池荷電狀態SOC_bat、超級電容端電壓U_uc，輸出為蓄電池輸出功率初次分配系數α₀，分別對主模糊控制器輸入和輸出進行參數模糊化；

復合模糊控制器中子模糊控制器采用兩輸入，單輸出結構，其中兩輸入是車輛需求功率P_req，超級電容端電壓目標差值△U_uc，輸出為蓄電池輸出功率修正系數α₁，分別對子模糊控制器輸入和輸出進行參數模糊化；其中△U_uc是超級電容端電壓U_uc與其目標端電壓U_c的差值；最終α₀與α₁之和便是最佳蓄電池輸出功率系數α_bat,即α_bat＝α₀+α₁；

步驟三：根據電動汽車不同行駛的實際工況，制定模糊邏輯控制策略

電動汽車的行駛工況由車輛需求功率P_req確定，將行駛工況分為驅動工況和制動工況；根據行駛工況來確定模糊邏輯控制策略，進而確定蓄電池和超級電容的充放電功率。

2.根據權利要求1所述的一種復合模糊控制的電動汽車復合電源系統控制方法，其特征在于：步驟一中超級電容荷電狀態受電動汽車車速動態控制，超級電容的荷電狀態與車速滿足一定的關系；具體為：

對于其他行駛車速v：

由(1)(2)式，計算可得超級電容目標荷電狀態SOC_{uc tag}與車速的關系：

其中超級電容總能量E_uc，v_max表示最大車速，SOC_ucmax為超級電容的最大荷電量，SOC_ucmin為超級電容的最小荷電量，SOC_uctag為超級電容的目標荷電量。

3.根據權利要求1所述的一種復合模糊控制的電動汽車復合電源系統控制方法，其特征在于：將主模糊控制器輸入輸出模糊化，具體為：車輛需求功率P_req的實際取值范圍歸一化處理，即讓車輛需求功率除以最大輸出功率，得到車輛需求功率P_req的論域為[-1,1]，車輛需求功率的量化因子為1/P_req；車輛需求功率P_req模糊子集劃分為{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，即{NB，NM，NS，ZE，PS，PM，PB}；超級電容荷電狀態SOC_uc模糊子集劃分為{正小，正中，正大}，即{PS，PM，PB}；蓄電池荷電狀態SOC_bat的模糊子集劃分為{正小，正中，正大}，即{PS，PM，PB}；蓄電池初次分配系數α₀模糊子集劃分為{很小，小，中，大，很大}，即{LE，ML，ME，MB，GE}；

將子模糊控制器輸入輸出模糊化，具體為：超級電容荷電狀態目標差值△SOC_uc與蓄電池輸出功率修正系數α₁的模糊論域與實際論域相同，故其模糊化量化因子都是1；二者的模糊子集劃分為{負大，負小，零，正小，正大}，即{NB，NS，ZE，PS，PB}。

4.根據權利要求3所述的一種復合模糊控制的電動汽車復合電源系統控制方法，其特征在于：所述的根據行駛工況來確定模糊邏輯控制策略，進而確定蓄電池和超級電容的充放電功率，具體為：

當需求功率為正時，即驅動狀態，若P_req正大，且超級電容荷電狀態SOC_uc也正大時，則蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很小，假如此時超級電容荷電狀態SOC_uc正小，則蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很大；若P_req正小，此時蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很大，以充分發揮蓄電池的比能量高的特點；

當需求功率為負時，即制動狀態，若P_req值負大，且超級電容荷電狀態SOC_uc正小時，為了利用超級電容可大電流充放電的優點，則蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很小，假如此時超級電容荷電狀態SOC_uc正大，則蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很大；若P_req值負小，且超級電容荷電狀態SOC_uc正小時，此時蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很小，否則蓄電池輸出功率的初次分配系數α₀應該很大；

當超級電容器荷電狀態SOC_uc與其目標荷電狀態SOC_{uc tag}有偏離時，則需要進一步對蓄電池輸出功率的初次分配系數進行修正；如果超級電容荷電狀態目標差值△SOC_uc大于0，蓄電池輸出功率的初次分配系數應該減小，即蓄電池輸出功率修正系數α₁的絕對值應該增大；超級電容荷電狀態目標差值△SOC_uc等于0，則維持蓄電池輸出功率的初次分配系數不變，修正系數α₁為零；超級電容荷電狀態目標差值△SOC_uc小于0，蓄電池輸出功率的初次分配系數應該增大，即蓄電池輸出功率修正系數α₁的絕對值應該減小。