[发明专利]基于能量效率最大化的多模混合动力汽车能量管理策略

权利要求书

1.基于能量效率最大化的多模混合动力汽车能量管理策略，其特征在于：包括内外两层，内层为效率归一化最大化策略，其基于全局归一化效率因子的效率分析方法，用于计算最优的能量分配律，同时处理混合动力模式与纯电动模式的能量效率优化问题；外层为基于动态规划确定最佳模式切换策略，用于处理多模混合动力汽车的模式切换问题，求解最优模式切换命令，做出最优模式切换控制命令；

所述内层的效率归一化最大化策略具体包括以下步骤：

步骤1.对标准驾驶循环工况以车辆车速与驾驶员需求扭矩两个变量进行离散化，组成一个两维概率表p(v_m,T_n)，称它为STC，即Speed Torque Cell，如式(1)所示：

其中，num(v_m,T_n)代表该循环工况中，在某一速度区间与某一扭矩区间的工作点个数，num(v_m,T_n)_total为总工作点个数；

步骤2.对每一个模式归一化效率分析，得到每一个模式下系统的最优效率和对应的控制；

模式归一化效率分析中各模式如下：

(1)纯电动模式：系统能量来源电池，系统的输出动力元件为驱动电机，根据假设，在每一个时间区间，电池的开路电压与内阻是常数，故系统的效率仅取决于电机的效率；

(2)制动能量回收模式：当驾驶员需求扭矩为负时，车辆进入制动能量回收模式，电机做负功，电池处于充电状态，系统效率取决于电机效率；

(3)混合动力模式：存在两个动力能量源，能量传递流可分为4个部分：发动机功率通过发电机转化为电能并存入电池的P_{e_1}，发动机功率通过发电机发电产生电能并提供给电机驱动车辆的P_{e_2}，发动机功率通过机械传递直接传导到车轮的P_{e_3}，以及电池提供的驱动车辆的能量P_batt，对所述四个能量传递过程中的能量流进行归一化处理，得到全局归一化效率因子GNEF，对所有可行发动机转速与扭矩，取最大值，即可得到STC中所有非零单元的最佳效率值与对应的控制命令；

(4)过渡模式：模式与模式切换时存在的模式状态称为过渡模式，发生直接换挡的结构模式之间，当目标动力源转速低于当前动力源转速的时候，一方面使用离合器制动实现调速，另一方面将发动机切换到发电模式实现降速；当目标动力源转速高于当前动力源转速的时候，系统需要输出额外的能量用以加速动力源，当动力源转速与目标转速同步时再结合离合器，成功换入下一结构模式；

(5)附属模式：发动机的中间状态，将这种不处于最佳工作转速的模式称为附属模式。