[發明專利]一種并聯式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法

有效

• 申請號: 202011358714.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112498332B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 鄭太雄;劉星;楊新琴
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B60W10/26
• 分類號: B60W10/26;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/14;B60W20/15;B60L58/12;B60L50/61
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種并聯式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，屬于并聯式混合動力汽車控制技術領域。該方法以并聯式混合動力汽車電量SOC的偏差ΔSOC及其變化率ΔSOC'為輸入，以等效因子s的值為輸出，建立模糊控制器和ECMS瞬時優化控制算法，通過模糊控制器對ECMS瞬時優化控制算法中的等效因子進行動態調節。本發明解決了并聯式混合動力汽車不能外接電網充電的情況下，難以對電量SOC進行自我管理的問題。同時，相比傳統基于規則的控制算法，能使并聯式混合動力汽車獲得更好的燃油經濟性，實現了對并聯式混合動力汽車的模糊自適應能量管理控制。

技術領域

本發明屬于并聯式混合動力汽車控制技術領域，涉及一種基于等效消耗最小策略(Equivalent Consumption Minimization Strategy,ECMS)的模糊自適應瞬時優化能量管理控制方法。

背景技術

在新能源汽車中，并聯式混合動力汽車由于其獨特的結構與動力輸出方式，被認為是最有效可行的一種解決方案。并聯式混合動力汽車有兩個動力源，分別為發動機和電動機。通過能量管理策略(Energy Management Strategy,EMS)對兩個動力源之間的功率分配進行有效控制，并聯式混合動力汽車能夠在排放更低的同時獲得更高的燃油經濟性。

目前，EMS可分為兩大類，分別為基于規則的EMS和基于優化的EMS。基于規則的EMS可分為基于確定規則的EMS和基于模糊規則的EMS?；谝巹t的EMS實現起來比較簡單，可基于現有的車輛工作方式進行設計，應用較為廣泛。然而，這些基于規則的EMS都是基于工程師的經驗和特定的行駛工況所設計的，難以得到最優的燃油經濟性。

基于優化的EMS旨在使發動機和電動機之間的功率分配達到最優，進而得到最優的燃油經濟性，其主要分為兩大類，分別為基于全局優化的EMS和基于在線優化的EMS?；谠诰€優化的EMS主要以ECMS為代表，旨在將全局優化問題轉換為多個局部優化的問題，以減少計算時間，并能夠在實車中進行應用。然而，ECMS的等效因子默認為常數，難以滿足現實環境中復雜多變的行駛工況。此外，由于并聯式混合動力汽車無法連接電網進行電量的補給，需要保證標準工況下的起始電量SOC和末端電量SOC盡可能相等，等效因子為常數的ECMS無法滿足并聯式混合動力汽車的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種并聯式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，將模糊控制器和ECMS相結合，以電量SOC及其變化率作為模糊控制器的輸入，以等效因子作為模糊控制器的輸出，通過對ECMS中等效因子的動態調節，不僅滿足并聯式混合動力汽車的需求，還能適應各種復雜工況，提高汽車的燃油經濟性與性能。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種并聯式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，以并聯式混合動力汽車電量SOC的偏差ΔSOC及其變化率ΔSOC'為輸入，以等效因子s的值為輸出，建立模糊控制器和等效消耗最小策略(Equivalent Consumption Minimization Strategy,ECMS)瞬時優化控制算法，通過模糊控制器對ECMS瞬時優化控制算法中的等效因子進行動態調節。

進一步，建立ECMS瞬時優化控制算法，具體包括以下步驟：

S101：根據最優控制理論，可以得到并聯式混合動力汽車在一定行駛工況下的最小油耗：

其中，為發動機燃油消耗率，為電機等效燃油消耗率，T_e為發動機工作轉矩，T_em為電機工作轉矩，n_e為發動機轉速，n_em為電機轉速，T_{e_min}為發動機最小工作轉矩，T_{e_max}為發動機最大工作轉矩，T_{em_max}為電機最大工作轉矩，N為工況總時間，Δt為單位時間；