[发明专利]一种无人驾驶混合动力汽车

权利要求书

1.一种无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，包括图像采集模块、路径生成模块、控制模块和动力模块，所述图像采集模块用于采集道路图像，所述路径生成模块用于生成汽车行驶路径，所述控制模块用于控制汽车根据道路图像和行驶路径控制车辆行驶，所述动力模块用于向控制模块提供动力和对混合动力汽车动力进行管理，所述动力模块包括汽车建模模块、策略确定模块和动力管理模块，所述汽车建模模块用于建立混合动力汽车动力系统模型，所述策略确定模块用于根据汽车动力系统模型确定动力管理策略，所述动力管理模块根据动力管理策略对混合动力汽车进行动力管理。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，所述汽车建模模块包括参数获取子模块、发动机建模子模块和动力电池建模子模块，所述参数获取子模块用于获取动力系统中发动机、动力电池和电机参数，所述发动机建模子模块用于根据发动机参数建立发动机效率模型，所述动力电池建模子模块用于根据动力电池参数建立动力电池效率模型。

3.根据权利要求2所述的无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，所述发动机建模子模块用于根据发动机参数建立发动机效率模型，具体为：采用下式计算发动机效率：

式中，ρ₁表示标准大气压下发动机效率，a₁表示发动机的燃油消耗率，单位为g/kW·h，b₁表示汽油质量低热值，单位为kJ/kg，σ₁表示环境因子，σ₁∈[0，1]。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，所述动力电池建模子模块用于根据动力电池参数建立动力电池效率模型，具体为：

将动力电池看作一个电压源和一个电阻组成等效电路，动力电池的充电效率为：

式中，ρ₂表示动力电池的充电效率，E_SOC(t)表示随动力电池剩余电量变化的电动势，R_SOC(t)表示随动力电池剩余电量变化的电池内阻，P(t)表示当前时刻动力电池的输出功率；

动力电池的放电效率为：

式中，ρ₃表示动力电池的放电效率。

5.根据权利要求4所述的无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，所述策略确定模块包括目标函数确定子模块、约束条件确定子模块和策略确定子模块，所述目标函数确定子模块用于确定动力管理的目标函数，所述约束条件确定子模块用于确定动力管理的约束条件，所述策略确定子模块用于确定动力管理最优策略。

6.根据权利要求5所述的无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，所述目标函数确定子模块用于确定动力管理的目标函数，具体为：将每个时刻发动机的实际油耗和电机消耗电量的等效油耗的综合最小作为动力管理目标，根据发动机的参数和效率模型确定发动机的实际燃油消耗率，根据动力电池的参数和效率模型以及电机参数确定电机的等效燃油消耗率，采用下式确定动力管理目标函数：

式中，M表示动力管理目标函数值，M₁表示发动机功率P₂(t)下的实际燃油消耗率，M₂表示电机功率P₁(t)下的等效燃油消耗率，P₁(t)示当前时刻电机的功率，P₂(t)表示当前时刻发动机的功率；其中，

式中，R表示汽油质量热值常数，sign[P₁(t)]表示符号函数，μ₁表示电机的等效燃油系数。

7.根据权利要求6所述的无人驾驶混合动力汽车，其特征在于，所述约束条件确定子模块用于确定动力管理的约束条件，具体为：确定动力管理目标函数的约束条件为：

式中，X(t)表示汽车当前时刻的需求功率，P_1min和P_1max分别表示电机的最小功率和最大功率，P_2min和P_2max分别表示发动机的最小功率和最大功率；

所述策略确定子模块用于确定动力管理最优策略，具体为：最小化目标函数，得到最优的动力管理策略。