[發明專利]基于工況預測的混合動力汽車能效優化控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010711246.5
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111824117B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 楊林;袁靜妮
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B60W20/00
• 分類號: B60W20/00;B60W40/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種基于工況預測的混合動力汽車能效優化控制方法，其特征在于，包括：步驟1：根據車載GPS獲取路面信息并進行存儲；根據車身控制器獲取環境信息；步驟2：根據路面信息和環境信息，得到最優控制SOC；步驟3：根據環境信息計算車輛需求扭矩；根據實際SOC和最優控制SOC計算SOC偏差值；根據SOC偏差值和最優控制SOC變化速率的等價因子計算最優控制的等價因子；根據需求扭矩、最優控制的等價因子和最優控制SOC計算混合動力汽車行程的最優控制輸出指令；步驟4：在車輛行程結束后，計算并存儲當前工況數據，對工況數據庫進行更新。本發明實現了對混合動力汽車的全程電能分配優化和短程部件工作點優化，具有節油率高、實時性好的特點。

技術領域

本發明涉及汽車能量控制技術領域，具體地，涉及一種基于工況預測的混合動力汽車能效優化控制方法及系統。尤其地，涉及一種基于車速工況滾動預測的混合動力汽車能效優化控制方法。

背景技術

汽車作為現代生活中不可或缺的一部分，其銷量逐年遞增，由于汽車帶來的有害氣體排放與燃油消耗，導致日益嚴峻的環境問題與能源短缺。在能源、環境問題的制約下，開發新能源汽車取代傳統內燃機汽車實現節能減排已成為一條重要技術路線。

整車能量管理策略是實現混合動力汽車能耗優化的重點，國內外學者針對混合動力的優化提出了多種能量管理策略以降低車輛在不同工況下的能耗，一般可以分為基于先驗信息的啟發式策略和基于優化的策略。

啟發式策略制定一組規則來選擇每個時刻的控制變量，規則根據經驗、統計數據或數學模型來設計，由于是針對每一個瞬時的控制，因此不需要預測道路工況。啟發式策略包括規則控制與模糊控制策略。由于規則是固定的，缺乏對于部件模型變化與工況差異的適應性。基于優化的策略使用解析或數值優化算法求解，可分為離線優化和在線優化兩類。離線優化的目標是使整條工況的能耗或排放最低，使用動態規劃(DP)，遺傳算法(GA)和模擬退火算法(SA)等方法對已知的工況進行優化，常用作基準策略。DP通常依賴于系統模型，通過遍歷搜索所有的狀態和控制變量取值來搜索最優的控制策略，但由于確切的未來工況信息常常是未知的，因此不適用于實時控制，僅用于評估其他控制策略或用于設計參考。在線優化包括等效燃油消耗最小策略(ECMS)，模型預測控制(MPC)，魯棒控制方法和智能控制等?，F有方法需要精確的車輛及多能源混合動力系統的數學模型、優化過程復雜、計算量大，導致其無法在混合動力車輛中實際應用。

專利文獻CN109334654A(申請號：201811107090.9)公開了一種帶變速箱檔位控制的并聯式混合動力汽車能量管理方法，涉及混合動力汽車能量管理領域，該方法通過分析各檔位下電池荷電狀態變化率和發動機燃油消耗率的演變規律，并結合混合邏輯動態建模方法，建立了包括變速箱離散檔位信息的并聯式混合動力汽車能量管理系統模型，進一步引入模型預測控制思想，將電機轉矩定義為連續控制變量，將變速箱檔位定義為離散控制變量，把優化問題轉化為混合整數二次規劃問題進行求解，該策略可以優化各動力源的轉矩分配，同時決策出變速箱最佳檔位。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于工況預測的混合動力汽車能效優化控制方法及系統。

根據本發明提供的基于工況預測的混合動力汽車能效優化控制方法，包括：

步驟1：根據車載GPS獲取路面信息并進行存儲；根據車身控制器獲取環境信息；

步驟2：根據路面信息和環境信息，對車速工況進行預測，得到最優控制SOC；

步驟3：根據環境信息計算車輛需求扭矩；根據實際SOC和最優控制SOC計算SOC偏差值；根據SOC偏差值和最優控制SOC變化速率的等價因子計算最優控制的等價因子；根據需求扭矩、最優控制的等價因子和最優控制SOC計算混合動力汽車行程的最優控制輸出指令；

步驟4：在車輛行程結束后，計算并存儲當前工況數據，對工況數據庫進行更新。