[发明专利]基于能量消耗率最小的混合能源电动汽车的能量控制方法

权利要求书

1.一种基于能量消耗率最小的混合能源电动汽车的能量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在实车行驶时，测量不同行驶工况下对应的各个能量源参数；

步骤2、根据能量源参数得到三能源的效率随功率变化的情况，结合电动车动力系统能量消耗率，采用自适应遗传算法进行优化调整，获得最优的电动车动力系统功率分配比例,在线更新数据；

步骤3、根据混合动力系统的蓄电池剩余电量SOC₁(t)、超级电容剩余电量SOC₂(t)和整车需求功率P(t)，结合步骤2获得的电动车动力系统功率分配比例，完成实车行驶时的能量分配。

2.根据权利要求1所述的基于能量消耗率最小的混合能源电动汽车的能量控制方法，其特征在于，步骤1中所述的能量源参数包括燃料电池的电堆输出电压U₁(t)和电流I₁(t)、蓄电池端电压U₂(t)和电流I₂(t)、超级电容电压U₃(t)和电流I₃(t)。

3.根据权利要求1所述的基于能量消耗率最小的混合能源电动汽车的能量控制方法，其特征在于，步骤2所述在线更新数据具体包括以下步骤：

步骤21，确定不同状态下的燃料电池功率P₁(t)、蓄电池功率P₂(t)和超级电容补偿功率P₃(t)，并确定能量系统提供的总功率P_总(t)＝P₁(t)+P₂(t)+P₃(t)；

步骤22、结合电动车动力系统能量消耗率，构建燃料电池-蓄电池-超级电容三能量源纯电动汽车能量控制数学模型，所述数学模型为：

$\underset{t\∈(0,T)}{min}\left\{ECR\right|P_1\left(t\right),P_2\left(t\right),P_3\left(t\right)\}$

s.t. P_总(t)＝P₁(t)+P₂(t)+P₃(t)

P₁(t)＝η₁U₁(t)I₁(t)

P₂(t)＝η₂U₂(t)I₂(t)

P₃(t)＝η₃U₃(t)I₃(t)

0.3≤SOC₁(t)≤0.9

0.3≤SOC₂(t)≤0.9

式中，ECR为电动车动力系统能量消耗率，L为汽车的行驶距离，单位为km；E_J为车辆行驶过程中消耗的能量，由功率对时间t的梯形积分求得，单位为J；1.1×10^-7为单位换算系数；SOC₁(t)为混合动力系统的蓄电池剩余电量，SOC₂(t)为混合动力系统的超级电容剩余电量，η₁为燃料电池的效率，η₂为蓄电池的效率，η₃为超级电容的效率；

步骤23、采用自适应遗传算法对步骤22中燃料电池-蓄电池-超级电容三能量源纯电动汽车能量控制数学模型进行优化，从而获得以蓄电池剩余电量SOC₁(t)、超级电容剩余电量SOC₂(t)和整车需求功率P(t)为输入变量，蓄电池输出功率P₁(t)、燃料电池输出功率P₂(t)和超级电容输出功率P₃(t)为输出控制量的能量分配。

4.根据权利要求1所述的于能量消耗率最小的混合能源电动汽车的能量控制方法，其特征在于，步骤3实车行驶时能量分配具体包括以下步骤：

步骤31，能量切换系统向CAN总线通讯系统询问所需剩余电量参数和整车需求功率值；

步骤32，数据采集控制系统从混合动力系统各部件向CAN总线通讯系统传输的数据中选取所需的剩余电量参数和整车需求功率值，并发送给能量切换系统；

步骤33，能量切换系统判断是否已接接收到完整的数据，是则执行步骤34，否则返回步骤32；

步骤34，能量切换系统根据接收到的数据，结合燃料电池-蓄电池-超级电容三能量源纯电动汽车能量控制数学模型，计算出最优功率分配；

步骤35，能量切换系统通过CAN总线通讯系统向动力系统控制器发送功率分配结果，动力系统控制器根据分配结果控制相应的能量源输出功率，至此完成了能量切换系统对动力系统各能量输出功率的分配。