[發明專利]一種插電混合動力汽車變時域模型預測能量管理方法

有效

• 申請號: 202010129689.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111301397B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 周健豪;薛源;薛四伍;顧誠;廖宇暉;劉軍;張仁鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W20/11
• 分類號: B60W20/11;B60W20/15
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種插電混合動力汽車變時域模型預測能量管理方法，屬于插電式混合動力汽車能量管理領域，所述方法主要包括：定義模糊控制器中的變量，對模型參數進行模糊化處理，定義模糊控制規則，完成模糊控制器的構建；獲取當前時刻模糊控制器相關輸入參數，通過模糊控制器輸出預測時域增量ΔNsubgt;p/subgt;；將初始預測時域Nsubgt;pinitial/subgt;與預測時域增量ΔNsubgt;p/subgt;疊加，對預測時域Nsubgt;p/subgt;完成更新并作用于MPC控制器，實現并聯式混合動力車輛變時域模型預測控制能量管理。采用本發明，可以有效解決采用固定預測時域的傳統MPC難以適應工況變化的問題，有效提高能量管理策略的控制效果，進一步提高車輛的燃油經濟性。

技術領域

本發明屬于插電式混合動力汽車能量管理領域，尤其涉及一種插電混合動力汽車變時域模型預測能量管理方法。

背景技術

汽車工業飛快發展，給人們帶來便利的同時，同樣也對環境造成了污染，引發了資源短缺的問題。發展新能源汽車技術是解決這些問題的有效途徑之一，因此混合動力汽車逐漸發展起來。與傳統的混合動力汽車(HEV)相比，插電式混合動力汽車(Plug-in?HybridElectric?Vehicle,PHEV)具有可外接220V插座電源、配備大容量動力電池以確保可以長時間以電續航的優點被重點發展。PHEV具有雙能量源，為了更好的分配能量來源以減少燃油消耗，能量管理策略的制定始終在PHEV發展中處于關鍵性地位，策略的好壞也直接影響著整車性能。

就能量管理策略而言，在PHEV上一般存在兩類策略：一為基于規則的能量管理策略，二為基于優化的能量管理策略。基于規則的能量管理策略由于簡單、易于實現的優點，被廣泛應用于工業生產中；但是其規則的制定需要依賴于專家經驗，而且對工況的適應性不好，難以實現最優解。基于優化的能量管理策略，有基于全局優化的能量管理策略、基于瞬時優化的能量管理策略。基于全局優化的能量管理策略可以實現全局最優解，但是需要全局工況已知，且計算時間長；基于瞬時優化的能量管理策略具有較好的在線應用潛能而廣泛應用與混合動力汽車的能量管理策略設計中，尤其是模型預測控制方法。

傳統的模型預測控制方法均采用固定的預測時域長度，固定的預測時域長度是研究人員依靠經驗或者試驗確定的，魯棒性較差，難以適應工況的變化，難以保證最優的燃油經濟性。在汽車實際行駛過程中由于駕駛員行為的不確定性、多樣性，道路、天氣條件的復雜性，極大地增加了模型預測控制器控制參數的調節難度。因此，由于工況的不確定性，其最優的預測時域長度也會不同，在汽車行駛過程中，通過合理調整預測時域的長度，可以有效提高基于傳統模型預測控制的能量管理策略的控制效果。

發明內容

為了解決上述本領域中存在的技術問題，本發明提供了一種插電混合動力汽車變時域模型預測能量管理方法，在確保汽車動力性的前提下，通過模糊控制器在線實時的對預測時域長度N_p進行調整，提高對工況的適應性，進而充分合理地調整電機與發動機的扭矩分配比例，使電機與發動機始終處于高效率區間，提高燃油經濟性。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種插電混合動力汽車變時域模型預測能量管理方法，其模糊控制器的設計包括以下步驟：

Step1：定義模糊邏輯控制器中的變量，其中包括兩個輸入變量和一個輸出變量；

Step2：對模型參數進行模糊化處理；

Step3：定義模糊控制規則Rule：if?Input₁is?to?A?and?Input₂?is?to?B，ThenOutput?is?C，規則前件為兩個輸入變量，規則后件為輸出變量。