[发明专利]一种自适应异步粒子群的全混动汽车能效优化控制方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应异步粒子群算法的全混动汽车能效优化控制方法，包括如下步骤：确定优化设计变量：设计变量一共包括三个参数，分别为：前驱动电机转矩T_m1，前ISG电机转矩T_m2和后驱动电机转矩T_m3；确定优化设计目标：系统为单目标优化，优化目标为混合动力汽车实时总效率最高，由于粒子群算法是一种求解极小值的算法，则在系统设计中，令优化目标为混合动力汽车实时总效率的倒数最小即可；确定优化限制条件；对设计变量进行优化。本发明采用自适应异步变化的粒子群算法优化三参数转矩大小，最终获得总效率最高的转矩匹配方案，不但为混合动力汽车的能效优化控制提供必要的技术支持，而且使得全混合动力汽车的能效发挥到最优。

技术领域

本发明属于汽车设计制造领域，涉及一种混合动力汽车的控制方法，具体涉及一种基于自适应异步粒子群算法的全混合动力汽车能效优化控制方法。

背景技术

混合动力汽车是指由两种动力源驱动车辆行驶的车辆，根据车辆使用工况的要求，适时调整两种动力源参与驱动的比例，达到节省能源和减少排放的效果。

混合动力汽车的使用工况包括起步加速阶段，正常行驶阶段，制动减速阶段。在起步阶段，由于电动机具备低速大扭矩的特性，首先启动电动机工作，当车速达到巡航速度时，再启动发动机驱动车辆行驶；如车辆需要爬坡或者加速行驶时，同时启动发动机和电动机驱动车辆行驶。当发动机尚有后备功率且动力电池组亏电时，电动机改为发电模式，利用发动机的后备功率为电池组充电。当车辆制动时，电动机改为发电模式，最大限度地回收制动动能，达到节约能源的效果。总之，混合动力系统一般以燃油经济性为控制目标，通过控制两个动力源的工作状态，达到节油效果。

混合动力汽车按照电能参与比例可以分为微混合动力汽车、中度混合动力汽车、全混合动力汽车。微混合动力汽车一般只具有起停功能，城市工况可以节约燃油3％-5％；中度混合动力汽车一般是指ISG系统(集成式启动电机)，电动机参与车辆驱动，制动时电动机改为发电模式，回收制动能量；全混合动力汽车是指发动机、电动机都具备独立驱动车辆行驶的能力，根据工况调整油电参与比例。

混合动力汽车还可以分为串联式混合动力、并联式混合动力、混联式混合动力汽车。串联式混合动力是指发动机不直接参与驱动车辆，一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车；并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。这两个系统既可以同时协调工作，又可以各自单独工作驱动汽车；混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转，目前为最先进的混合动力车辆使用。

现有的混合动力汽车能效优化控制方法主要通过优化两个驱动电机的参数来实现能效优化，通过计算在纯电动驱动模式和两种HEV三动力混合模式下电动汽车两台驱动电机的目标总转矩，通过优化算法获得最优优化系数分配给两个驱动电机，达到优化效果。其存在的主要问题在于车辆模型先进性差，目前市场主流混动产品主要为三电机全混合动力系统，同时基于搜索算法的优化模型很难保证得到全局最优解。

发明内容

发明目的：为了解决现有的四轮驱动插电式全混合动力汽车能效优化的问题，提供一种基于自适应异步粒子群算法的插电式四驱全混合动力汽车能效优化控制方法，能够获得总效率最高的转矩匹配方案，为混合动力汽车的能效优化控制提供必要的技术支持。