[发明专利]一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，属于混合动力乘用车车能量管理领域。该方法包括：S1根据插电式混合动力乘用车行驶循环的速度谱，计算动力电池SOC的参考值；S2建立动力传动系统的数学模型、纵向动力学模型和电子器件之间的功率平衡方程；S3基于自适应等效消耗最小策略，建立目标函数；S4基于庞特里亚金极小值原理，由目标函数建立哈密顿函数，并使用打靶法计算目标函数中的最优初始协态变量值，得到发动机‑发电机单元与动力电池之间的功率分配策略。本发明省去了行驶速度的预测工况识别过程，操作更简单方便，并具有计算负担小、效率高、结果有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明属于混合动力乘用车车能量管理领域，涉及一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法。

背景技术

近年来随着空气污染和能源短缺的问题越来越严重，而且纯电动汽车又受到续航里程等问题的限制，所以插电式混合动力汽车已经得到广泛应用，插电式混合动力汽车既能够提高燃油经济性，又能够克服纯电动汽车续航里程短的问题。能量管理策略是插电式混合动力汽车的关键技术，目前已经有一些能量管理策略得到应用，比如基于庞特里亚金极小值原理的能量管理策略和基于动态规划算法的能量管理策略等等。但是这些方法都具有一些缺点，例如，动态规划算法由于具有大量的离散状态和输入点，因此具有繁重的计算负担；庞特里亚金极小值原理由于具有涉及偏微分方程的复杂共态特性，因此无法容易地直接得到数值解法。基于上述问题，亟需一种行之有效的方法来发展能量管理策略。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，用于省去行驶速度的预测工况识别过程，降低计算复杂度，使得能量管理策略操作更简单方便。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于自适应等效消耗最小策略的插电式混合动力乘用车能量管理方法，具体包括以下步骤：

S1：根据插电式混合动力乘用车的行驶记录，得到行驶循环的速度谱，并计算动力电池 SOC的参考值；

S2：建立动力传动系统的数学模型、纵向动力学模型和电子器件之间的功率平衡方程；

S3：基于自适应等效消耗最小策略，以实时的总能量消耗费用为目标，建立目标函数；

S4：根据步骤S3建立的目标函数，基于庞特里亚金极小值原理，建立哈密顿函数，并使利用打靶法中的最优初始协态变量值，然后结合协态变量值和等效因子的关系，得到自适应等效消耗最小策略中的最优等效因子初始值计算目标函数中的自适应等效因数，最后得到发动机-发电机单元与动力电池之间的最优的功率分配策略。

进一步，所述步骤S1中，动力电池SOC的参考值的计算公式为：

其中，SOC_ref(t)为动力电池的SOC参考值，SOC₀为动力电池SOC的上边界值，SOC_f为动力电池SOC的下边界值，D_now(t)为实时的行驶距离，D_total为总行驶距离，v(t)为行驶速度，t为时间。

进一步，所述步骤S2中，

所述动力传动系统的数学模型中，动力电池SOC的动态方程为：

其中，为动力电池SOC的动态特性，U_oc为开路电压，R_b为动力电池内阻，P_b为动力电池输出功率，Q_b为动力电池的容量；

所述纵向动力学模型为：