[发明专利]一种混合动力客车整车控制器标定参数优选方法

权利要求书

1.一种混合动力客车整车控制器标定参数优选方法，其特征在于，包括以下内容：

第一步，选择整车约束边界和标定响应，具体包括以下步骤：

①以满足混合动力客车动力性作为整车约束边界；

②以满足电量平衡条件下的百公里理论油耗作为标定响应；

第二步，推导由平均综合能量传递效率求出的百公里理论油耗公式，具体包括以下步骤：

①将混合动力系统划分为动力源模块、传动系统模块以及车体模块，其中，动力源模块包括发动机和电机，传动系统模块包括行星齿轮机构、变速箱以及主减速器，车体模块主要指整车纵向动力学模型；

②根据动力源模块、传动系统模块和车体模块之间的能量传递关系，推导出混合动力系统的平均综合能量传递效率η_tr如式(1)所示：

式中，E_ice表示发动机实际提供能量，E_dchg表示电池放电总能量，E_chg表示电池充电总能量，E_rgb表示车轮经过传动系统传递到电池端的再生制动能量，E_wh表示车轮处循环工况理论驱动总能量，ΔSOC表示循环工况仿真始末电池SOC差值；

定义发动机实际提供能量E_ice如式(2)所示：

式中，f_e表示百公里理论油耗，b_e,avg表示发动机平均燃油消耗率，C表示油耗单位转换系数，M_e表示发动机喷油量，P_e表示发动机功率；

定义车轮处循环工况理论驱动总能量E_wh如式(3)所示：

式中，F_t,D(t)表示循环工况理论需求驱动力，v(t)表示循环工况理论车速；

③基于上述定义的平均综合能量传动效率，推导出百公里理论油耗计算公式如式(4)所示：

再将电池充、放电电量等效计算至百公里理论油耗中，最终得到在电量平衡条件下的百公里理论油耗公式如式(5)所示，并将电量平衡条件下的百公里理论油耗作为标定响应；

第三步，制定基于发动机最优控制的整车能量管理策略，具体包括以下步骤：

①确定驾驶员需求转矩，驾驶员需求转矩由踏板开度与当前车速共同确定，根据目标车速与实际车速大小，利用PID控制器求解出当前踏板开度大小，计算当前车速下的系统最大输出转矩，将当前踏板开度、当前车速下的系统最大输出转矩和当前车速下的转矩修正系数三者相乘即得到驾驶员需求转矩；

②制定系统工作模式切换规则，包括运动状态间的切换规则、工作模式间的切换规则和各工作模式下子模式的切换规则；

③在系统不同工作模式下，根据各部件工作状态分配系统转矩；

第四步，根据能量管理策略构架优选标定参数，根据第三步确定的驾驶员需求转矩、系统工作模式切换规则和不同工作模式下的系统转矩分配，选出标定参数分别为踏板开度转矩修正系数函数f_ξ(PS)、模式切换SOC门限值SOC_o、模式切换功率门限值P_o、EVT模式中模式切换的SOC下限值SOC_p、EVT模式中模式切换的SOC上限值SOC_H、模式切换功率下限值P_p、SOC门限值余量下限值ΔSOC_tp、SOC门限值余量上限值ΔSOC_th、功率门限值余量ΔP_tp、充电功率P_chg、再生制动能量回收模式中电机MG2转速临界值n_mo和变速箱升降挡曲线速差L_sv；

第五步，确定一维标定参数可行域，具体包括以下步骤：

①确定与电池特性相关的标定参数可行域，兼顾整车经济性和防止电池过度放电，进一步根据电池内阻与SOC的关系曲线，确保SOC_o可行域在电池内阻较小的范围内；兼顾整车经济性和工作模式不发生频繁切换，进一步根据电池SOC始末变化量差值在2％以内，确定ΔSOC_tp和ΔSOC_th的可行域区间；根据ΔSOC_tp和ΔSOC_th可以计算得到SOC_p和SOC_H，进而确定SOC_p和SOC_H的可行域区间；

②确定与功率门限值相关的标定参数可行域，综合考虑电池SOC平衡和尽量多以纯电动模式行驶，进一步根据需求功率-车速散点图，保证P_o的可行域区间包含50％～80％的需求功率取值；兼顾整车经济性和工作模式不发生频繁切换，参考ΔSOC_tp与SOC_o选取比例，确定ΔP_tp的可行域区间；根据ΔP_tp可以计算得到P_p，进而确定P_p的可行域区间；

③确定充电功率P_chg的可行域，考虑电池充电速度和电池容量，并根据车辆外接充电设备的充电功率确定P_chg的可行域区间；

④确定再生制动能量回收模式中电机MG2转速临界值n_mo的可行域，兼顾电机MG2工作效率和再生制动能量回收率，进一步根据电机效率曲线确保n_mo可行域在电机效率较高的范围内；

⑤确定变速箱升降挡曲线速差L_sv的可行域，根据经验，降挡曲线由升挡曲线向左平移约L_sv个单位，再根据具体的换挡策略估计L_sv的可行域区间。