[发明专利]一种串联式混合动力电动汽车动力模式的确定系统

说明书

本发明涉及一种串联式混合动力电动汽车动力模式的确定系统，属于电动卡车能量管理领域。对一种串联式混合动力电动汽车采用基于庞特里亚金最小原理(PMP)的能量管理策略，并选择同时控制自动变速器的挡位和辅助动力单元及电池的输出功率进行优化。鉴于当电池最终荷电状态值等于初始水平时，串联式混合动力电动汽车的最优能耗问题可以形成一个规则的两点边值问题，该问题可以通过数值方法直接求解，即，这是一种打靶方法。然而，基于PMP的插电式混合动力汽车的最小总能耗并不是总有一个两点边值问题(TPBVP)，因为电源模式的最优解是纯电动驱动模式还是混合放电模式，取决于行程距离。

技术领域

本发明属于电动卡车能量管理领域，涉及一种串联式混合动力电动汽车动力模式的确定系统。

背景技术

在串联式混合动力电动汽车的能量管理问题上，庞特里亚金最小原理(PMP)是一种应用广泛的全局优化算法，其解能够启发实际应用中的等效最小消耗策略。鉴于当最终SOC值等于初始水平时，串联式混合动力电动汽车的最优能耗问题可以形成一个规则的两点边值问题，该问题可以通过数值方法直接求解，即，这是一种打靶方法。然而，基于PMP的插电式混合动力汽车的最小总能耗并不是总有一个两点边值问题(TPBVP)，因为电源模式的最优解是纯电动驱动模式还是混合放电模式，取决于行程距离。同时，基于PMP的插电式混合动力汽车的最小总能耗也可以同时考虑所处挡位和APU与电池输出功率两个因素进行优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种串联式混合动力电动汽车动力模式的确定系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种串联式混合动力电动汽车动力模式的确定系统，包括汽车建模模块、能量管理模块、动力模式模块，所述汽车建模模块用于建立串联式混合动力电动汽车动力系统模型，所述能量管理模块根据能量管理策略对串联式混合动力电动汽车进行能量管理，所述动力模式模块对串联式混合动力电动汽车进行动力模式管理。

进一步，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、电机建模子模块和汽车动力学子模块，所述参数获取子模块用于获取动力系统中发动机、自动变速器、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，所述电机建模子模块用于根据电机参数建立电机效率模型，所述汽车动力学子模块用于根据汽车和环境参数建立汽车动力学模型。

进一步，所述动力系统建立以下方程：

式中，T表示车轮所需转矩，P_r表示电机需求功率，η_m表示电机效率，η_d表示传动系统的机械效率，m表示整车质量，u表示车速，δ表示旋转质量换算系数，i_e表示主减速比，i₀表示齿轮传动比，r表示车轮半径，C_d表示空气阻力系数，A表示前车窗面积，n_m表示电机转速。

进一步，所述能量管理采用基于庞特里亚金最小值原理确定的能量管理策略(PMP)，采用自动变速器挡位和辅助动力单元(APU)的输出功率作为控制变量，采用电池荷电状态(SOC)作为状态变量。

采用下式作为能量管理目标函数：

式中，H表示Hamiltonian函数值，C_f表示燃油价格，表示燃油消耗率，C_e表示电网价格，P_bat表示电池消耗功率，P_APU表示APU输出功率，λ表示协态变量，SOC表示电池荷电状态，i_g表示变速器挡位，f(SOC,P_APU,i_g)表示状态方程；其中，