[發明專利]一種等效消耗最小策略的混合動力汽車能量管理方法

有效

• 申請號: 202010772774.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111993957B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 陶發展;付主木;鄒朋飛;司鵬舉;高愛云;王浩聰;石澤華
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40;B60L50/40;B60L50/75
• 代理公司: 洛陽九創知識產權代理事務所(普通合伙) 41156
• 代理人: 炊萬庭

1.一種等效消耗最小策略的混合動力汽車能量管理方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：建立混合動力汽車的能量管理系統模型；步驟二：基于混合動力汽車的能量管理系統模型并通過小波變換的等效消耗最小策略以構造混合動力汽車的能量管理策略；步驟三：由混合動力汽車的能量管理策略對混合動力汽車的能量進行管理；

步驟一的建立混合動力汽車的能量管理系統模型的方法包括：

1)、建立氫氧燃料電池的功率模型：

式中的為氫氣的質量，1.4×10⁸為氫氣的燃燒熱值，η_fc為氫氣燃燒熱轉化為動力的效率；

2)、建立鋰電池的功率模型：

式中的u為鋰電池的電壓；i(t)為鋰電池的瞬時電流；SOC_bat為鋰電池的SOC；SOC₀為鋰電池SOC的初始值；Q_bat為鋰電池所能容納的最大電荷量；

3)、建立超級電容的功率模型：

式中的SOCsc為超級電容的SOC，SOC₁為超級電容SOC的初始值；Q₀為超級電容初始的電荷量；Q_{sc_max}為超級電容所能容納的最大電荷量；u(t)為超級電容的瞬時電壓；R_i為超級電容的內阻；

4)、建立混合動力汽車的功率模型：

P_req＝λ₁P_fc+P_bat+λ₂P_sc，

式中，P_req為混合動力汽車的需求功率；λ₁為燃料電池提供功率的效率；λ₂為超級電容提供功率的效率；P_fc為燃料電池提供的功率；P_bat為鋰電池提供的功率；P_sc為超級電容提供的功率；

步驟二中通過小波變換的等效消耗最小策略以構造混合動力汽車的能量管理策略的方法如下：

1)、采集任意混合動力汽車的負載數據，將該數據作為混合動力汽車的需求功率P_req；

2)、利用小波變換對需求功率P_req進行處理，將數據分為高低兩種頻率的功率，高頻需求功率由超級電容提供，低頻需求功率由燃料電池和鋰電池共同提供；

3)、以燃料電池SOC作為約束條件，以燃料電池和鋰電池的等效氫消耗使混合動力汽車燃料消耗達到最小；

步驟三中對混合動力汽車的能量進行管理的方法為：

1)、當負載需求功率P_req為正時：如超級電容SOC在合適工作范圍內，利用小波變換分離功率，超級電容提供啟動的瞬時峰值功率，燃料電池和鋰電池通過等效消耗最小策略提供低頻功率，燃料電池提供持續的功率輸出，鋰電池作為輔助能量源提供輸出功率；如超級電容SOC超出合適工作范圍，利用小波變換分離功率，超級電容不提供功率，燃料電池和鋰電池提供全部輸出功率，燃料電池作為主能量源提供輸出功率，鋰電池作為輔助能量源提供輸出功率；

2)、當負載需求功率P_req為零時，負載沒有功率變化，所有能量源都不工作；

3)、當負載需求功率P_req為負時：如果超級電容SOC超出合適工作范圍，首先超級電容SOC充電，當超級電容SOC達到最大值，鋰電池SOC開始充電；如果超級電容SOC達到最大值時，直接給鋰電池SOC充電。