[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

说明书

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，涉及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及系统。

背景技术

能源是社会发展的动力,环境是人类赖以生存的载体。汽车工业的快速发展,给世界带来了现代的物质文明，同时也给人类带来了严重的问题，如尾气排放、噪音污染、燃油消耗等。电动汽车具有零排放、低噪声、综合利用能源等特点，是一种既环保又节能的绿色交通工具，具有十分广阔的发展前景。然而电动汽车的能量存储能力有限、能量利用率较低、续航里程不足等问题，直接制约着电动汽车的发展。

混合能源电动汽车由三种能源提供动力：燃料电池、蓄电池和超级电容。燃料电池优势在于长时间稳定输出供电,而对于频繁大范围变化地供电需求适应性有限；蓄电池的优势在于可实现高倍率放电,满足各种复杂的供电情况；在需要比较大的辅助功率时,超级电容发挥着主要作用。

采用燃料电池、蓄电池和超级电容混合储能的方式，不仅提高了能源利用率，增加了续航里程，还减缓了较大负载电流和制动电流对蓄电池的冲击，延长了电池寿命，也提高了动力系统在短时间内的输出功率等级。

但是，目前的电动汽车能量管理策略均采用离线方法制定策略控制规则，未考虑随着电动汽车使用寿命的增加，主要动力源发生性能衰减(改变)，所制定的能量管理策略理应随之改变，从而获得最佳控制效果的问题。而且，也没有很好地做到根据路况、行驶模式、电能储存情况，自动切换工作模式。

为了使控制策略能够根据各个部件(蓄电池、燃料电池、超级电容)特性的变化而自动更新，从而获得与车载动力源部件实际特性更吻合的能量控制分配效果，需要实现对蓄电池、燃料电池、超级电容的参数实施实时测量及在线计算，即对混合能源动力电动汽车能量分配控制系统加以研究。但是现有技术中尚无相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供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及系统，能够根据路况、行驶模式、电能储存情况，自动切换工作模式，使新型多能源汽车保持最佳运行状态，达到最大节能环保效果。

实现本发明目的的技术解决方案为：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，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；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)。

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；所述数据更新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：

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