[发明专利]一种机电复合驱动系统能量分配控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种机电复合驱动系统能量分配控制方法及装置，根据驱动需求功率，动态调整参与驱动的电驱动桥数量，优化机械驱动系统变速器挡位和电驱系统电驱动桥挡位，决定发动机、动力电池和动力单元的输出功率，最终实现平衡车辆的动力性和经济性。

技术领域

本发明涉及多轴特种车辆控制技术领域，尤其涉及一种机电复合驱动系统能量分配控制方法及装置。

背景技术

机电复合驱动是混合动力驱动构型之一，它的动力源包括发动机、动力电池及动力单元三种。发动机、动力电池及动力单元分别向机械驱动桥、电驱动桥提供动力，机械驱动桥与电驱动桥相对独立，通过轮胎实现驱动耦合。两套驱动系统可以保证车辆在一套系统失效的情况下继续行驶，是多轴特种车辆解决高动力性和高可靠性的重要措施。

能量分配控制策略的主要目的是决定需求功率在各动力源之间的分配，这影响部件的工作效率，进而影响了车辆的经济性。特种车辆，尤其是军用特种车辆，首先考虑车辆的动力性，同时也要兼顾车辆的经济性，这对能量分配控制策略提出新的要求。现有能量分配控制技术主要针对混合动力轿车、客车及卡车的经济性改善，并未对机电复合驱动多轴特种车辆的动力性、经济性进行综合研究。多轴特种车辆能量分配控制策略如何兼顾车辆的动力性和经济性是本领域技术人员需要解决的技术问题和研究难点。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的机电复合驱动系统能量分配控制方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种机电复合驱动系统能量分配控制方法，包括：S1，接收驾驶员操作指令，并解析操作指令，根据解析结果计算驱动需求功率；S2，令机械驱动系统变速器目标挡位和电驱系统电驱动桥目标挡位在当前挡位和相邻挡位间循环，舍弃符合预设条件的挡位点；S3，计算机械驱动系统变速器目标挡位下的后备功率以及电驱动系统电驱动桥目标挡位下的后备功率，在发动机功率循环区间内和驱动电机功率循环区间内按照驱动需求功率对发动机功率和驱动电机功率进行循环分配，并计算不同电驱动桥工作数量下驱动电机工作效率，并获取最优效率对应的电驱动桥工作数量；S4，根据动力电池和动力单元总功率，在动力单元功率循环区间内对动力电池功率和动力单元功率进行循环分配，计算总等效燃油消耗量，将总等效燃油消耗量与后备功率进行加权、归一计算得到目标函数值；其中，动力电池和动力单元总功率等于驱动需求功率除以驱动电机工作效率，总等效燃油消耗量等于发动机油耗、动力单元油耗和动力电池的等效油耗之和；S5，判断目标函数值是否为目前所有结果的最小值，若是，则记录对应的挡位、电驱动桥工作数量、发动机输出功率、动力电池输出功率、动力单元输出功率后执行S6；若不是，直接执行S6；S6，判断动力电池功率和动力单元功率分配循环是否完成，若是，则执行S7；若不是，则执行S4；S7，判断发动机功率和驱动电机功率分配循环是否完成，若是，则执行S8；若不是，则执行S3；S8，判断机械驱动系统变速器和电驱系统电驱动桥挡位循环是否完成，若是，则执行S9；若不是，则返回S2；S9，获取最小目标函数值对应的挡位、电驱动桥工作数量、发动机输出功率、动力电池输出功率、动力单元输出功率为当前时刻的最优解，并按照当前时刻的最优解对机电复合驱动系统进行控制。

其中，S2，令机械驱动系统变速器目标挡位和电驱系统电驱动桥目标挡位在当前挡位和相邻挡位间循环，舍弃符合预设条件的挡位点包括：确定机械驱动系统变速器目标挡位为当前挡位和相邻挡位，电驱系统电驱动桥目标挡位为当前挡位和相邻挡位；判断驱动电机转速是否超过最大转速，如果驱动电机转速超过最大转速则舍弃驱动电机转速超过最大转速的挡位点返回重新确定电驱系统电驱动桥目标挡位；如果驱动电机转速未超过最大转速则判断发动机转速是否超过转速范围，如果发动机转速超过转速范围则舍弃发动机转速超过转速范围得到挡位点返回重新确定机械驱动系统变速器目标挡位，如果发动机转速未超过转速范围则执行S3。

其中，舍弃符合预设条件的挡位点包括：舍弃最大输出功率小于驱动需求功率的挡位点。