[發(fā)明專利]基于行駛大數(shù)據(jù)的PHEV的智能能量管理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110001963.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112668799A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉芳;董雪峰;王曉晨;趙少安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G07C5/08;G06N3/04;G06N3/08;G06N7/00;G06K9/62
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 張芳

本發(fā)明公開(kāi)一種基于行駛大數(shù)據(jù)的PHEV的智能能量管理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)，方法包括獲取車輛歷史行駛數(shù)據(jù)，得到車速特征參數(shù)和道路特征參數(shù)；建立長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)模型；獲取實(shí)時(shí)的道路特征參數(shù)，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)，得到第一預(yù)測(cè)結(jié)果，利用第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行行車能耗預(yù)測(cè)；建立短時(shí)車速預(yù)測(cè)模型；獲取實(shí)時(shí)的車速特征參數(shù)，進(jìn)行短時(shí)車速預(yù)測(cè)，得到第二預(yù)測(cè)結(jié)果，利用第二預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行模型預(yù)測(cè)控制，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)功率進(jìn)行瞬時(shí)優(yōu)化；行駛過(guò)程中相隔固定時(shí)間更新所述全局能量消耗的規(guī)劃。本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了一種插電式混合動(dòng)力汽車能量全局規(guī)劃和功率瞬時(shí)優(yōu)化控制相結(jié)合的多層級(jí)能量管理策略，以降低PHEV行駛過(guò)程中的能量成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能網(wǎng)聯(lián)汽車個(gè)體的智能能量管理領(lǐng)域，特別是涉及一種基于行駛大數(shù)據(jù)的PHEV(Plug-in hybrid electric vehicle插電式混合動(dòng)力汽車)的智能能量管理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

能量管理策略通過(guò)協(xié)調(diào)混合動(dòng)力汽車燃油能量和電能的分配方式提升整車的燃油經(jīng)濟(jì)性及排放性能，具體涉及到全路徑內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的輸出功率或轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化問(wèn)題。根據(jù)控制實(shí)現(xiàn)方式，能量管理策略主要分為基于規(guī)則的策略和基于優(yōu)化的策略。基于規(guī)則的管理策略動(dòng)態(tài)特性較差，動(dòng)力系統(tǒng)匹配效果不高。基于優(yōu)化的策略又分為基于全局優(yōu)化的管理策略、基于瞬時(shí)優(yōu)化的管理策略和基于局部?jī)?yōu)化的管理策略，其中一般認(rèn)為全局優(yōu)化可以達(dá)到全局理論最優(yōu)值，但是由于無(wú)法獲知全局工況且計(jì)算量較大，實(shí)用性較低；瞬時(shí)優(yōu)化針對(duì)當(dāng)前時(shí)刻能量消耗最少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)功率或轉(zhuǎn)矩尋求最優(yōu)分配，無(wú)需了解車輛未來(lái)行駛信息，計(jì)算量較小，但無(wú)法保證全局的最優(yōu)控制效果；基于局部?jī)?yōu)化的策略通過(guò)預(yù)測(cè)未來(lái)短時(shí)行駛工況，運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制方法將全局優(yōu)化問(wèn)題分解成分段局部?jī)?yōu)化問(wèn)題，提高全局優(yōu)化策略的可實(shí)施性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決全局優(yōu)化的不足，在全局規(guī)劃中加入瞬時(shí)優(yōu)化，快速協(xié)調(diào)PHEV發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的功率分配，達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。為此，本發(fā)明提供了一種基于行駛大數(shù)據(jù)的PHEV的智能能量管理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)PHEV的能量全局規(guī)劃和功率瞬時(shí)優(yōu)化相結(jié)合的多層級(jí)能量管理策略，以提高PHEV行駛中車載動(dòng)力系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

基于行駛大數(shù)據(jù)的PHEV的智能能量管理方法，包括以下步驟，

獲取車輛歷史行駛數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后得到車速特征參數(shù)和道路特征參數(shù)；

建立長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)模型；獲取實(shí)時(shí)的道路特征參數(shù)，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)，得到第一預(yù)測(cè)結(jié)果，利用所述第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行行車能耗預(yù)測(cè)，輸出預(yù)測(cè)功率、行車能量消耗、動(dòng)力電池可用電能量，確定插電式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)工作模式；

建立短時(shí)車速預(yù)測(cè)模型；獲取實(shí)時(shí)的車速特征參數(shù)，進(jìn)行短時(shí)車速預(yù)測(cè)，得到第二預(yù)測(cè)結(jié)果，利用所述第二預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行模型預(yù)測(cè)控制，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)功率進(jìn)行瞬時(shí)優(yōu)化；

行駛過(guò)程中相隔固定時(shí)間更新所述全局能量消耗的規(guī)劃。

本發(fā)明的技術(shù)方案利用模型預(yù)測(cè)控制瞬時(shí)優(yōu)化燃油消耗和電池荷電狀態(tài)，將能量點(diǎn)優(yōu)化轉(zhuǎn)換為區(qū)間優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)PHEV的能量全局規(guī)劃和功率瞬時(shí)優(yōu)化相結(jié)合的多層級(jí)能量管理策略，降低PHEV的能量成本。

進(jìn)一步的，所述獲取車輛歷史行駛數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后得到車速特征參數(shù)和道路特征參數(shù)具體為，利用車載定位系統(tǒng)和車輛行駛狀態(tài)傳感器獲取車輛歷史行駛數(shù)據(jù)，包括位置信息和車輛行駛信息，所述車輛行駛信息包括交通狀態(tài)、車速和車距；所述車速特征參數(shù)包括加速比例和減速比例，所述道路特征參數(shù)包括單次行駛里程、道路類型、道路限速、交通擁擠程度、平均車距和紅綠燈平均間距。

進(jìn)一步的，所述建立長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)模型具體為，采用LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)模型，所述長(zhǎng)時(shí)車速預(yù)測(cè)模型包括輸入門、遺忘門和輸出門，所述輸入門控制所述道路特征參數(shù)輸入，所述遺忘門控制歷史狀態(tài)信息的保留，所述輸出門用于輸出長(zhǎng)時(shí)間車速預(yù)測(cè)序列。