[发明专利]一种智能网联电动汽车能量最优制动速度优化方法

权利要求书

1.一种智能网联电动汽车能量最优制动速度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)初始化：包含制动距离、终端速度、初始速度，控制单元初始化；

(2)制动意图获取：利用V2X技术获取制动距离、终端速度，利用车载轮速传感器获取初始车速信息；

(3)再生制动控制策略设计：采用静态轴荷比例作为理想制动力分配曲线，分配前后轴制动力，同轴左右轮制动力采用均分策略，采用电机制动力优先的策略分配电机和摩擦制动力；

(4)电动汽车能耗模型设计：建立包含电机和电池的能量消耗模型，并考虑电机和电池能量损耗特性；

(5)能量最优车速优化：以电动汽车制动能量最多为目标，综合行驶距离约束、车速上下界约束、保证舒适性的驱制动力约束，建立优化问题，并采用动态规划算法求解最优车速；

(6)电动汽车按照最优车速行驶，直至控制过程结束；

步骤(5)所述的优化问题建立如下：

采用质点模型描述汽车纵向动力学模型：

其中，g为重力加速度，m为汽车质量，f为摩擦阻力系数，θ为道路坡度，C_D为空气阻力系数，ρ为空气密度，d为行驶距离，δ为汽车转动惯量换算系数，F为牵引力，x＝[d v]^T表示状态量；

则优化问题如下：

满足：

L[x(k),u(k),△t]＝P_b△t

x(0)＝[v_s，0]

x(N)＝[v_p，D]

v(k)∈[v_min，v_max]

u(k)∈[F_b(k)，F_d(k)]

其中，定义汽车回收能量为J，优化问题控制量为u，初始车速为v_s，终端车速为v_p，最小车速为v_min，最大车速为v_max，优化问题长度为N，最大驱动力为F_d，最大制动力为F_b。

2.根据权利要求1所述的一种智能网联电动汽车能量最优制动速度优化方法，其特征在于，所述步骤(3)的实现过程如下：

前后轴制动分配策略为：

β_I＝m_f/(m_f+m_r)

F_bf＝F_bβ_I

F_br＝F_b(1-β_I)

同轴左右轮制动力分配策略为：

F_fl＝F_fr＝0.5F_bf

F_rl＝F_rr＝0.5F_br

各车轮电机和摩擦制动力分配策略为：

F_mfl＝min{F_mflmax,F_fl}

F_ffl＝F_fl-F_mfl

F_mfr＝min{F_mfrmax,F_fr}

F_ffr＝F_fr-F_mfr

F_mrl＝min{F_mrlmax,F_rl}

F_frl＝F_rl-F_mrl

F_mrr＝min{F_mrrmax,F_rr}

F_frr＝F_rr-F_mrr

其中，四个车轮电机制动力分别为F_mfl、F_mfr、F_mrl、F_mrr，四个轮毂电机最大制动力分别为F_mflmax、F_mfrmax、F_mrlmax、F_mrrmax，四个车轮制动力分别为F_fl、F_fr、F_rl、F_rr，摩擦制动力为F_ffl、F_ffr、F_frl、F_frr，总制动力为F_b，前轴制动力为F_bf，后轴制动力为F_br，前后轴制动力分配系数为β_I，前轴重量为m_f，后轴重量为m_r，min{} 为取最小值函数；当电池荷电状态值大于0.9，车速大于120km/h时再生制动系统不起作用，即制动力只由摩擦制动提供。