[发明专利]一种基于多目标优化的混合动力汽车能量管理方法

说明书

本发明涉及一种基于多目标优化的混合动力汽车能量管理方法，该方法包括：离线优化阶段：构建多目标优化函数并进行离线优化，所述的多目标优化函数考虑动力源工作状态点转移代价、动力源效率代价、发动机启停代价、电池状态转移代价以及换挡代价；在线实时控制阶段：根据随机工况车速需求确定整车转矩需求，利用优化的多目标优化函数进行各动力源的转矩分配和汽车档位设定，控制汽车运行。与现有技术相比，本发明考虑了汽车的燃油经济性、发动机启停频率、换挡频率的多目标优化问题，兼顾了汽车燃油经济性与平顺性需求。

技术领域

本发明涉混合动力汽车技术领域，尤其是涉及一种基于多目标优化的混合动力汽车能量管理方法。

背景技术

节约资源和保护环境是当今时代的重要主题，混合动力电动汽车具有巨大的节能潜力。混合动力系统动力源由电动机和内燃机组成，在提供动力时，可以具有不同的能量分配方式，提供了一定的设计自由度。能量管理策略作为混合动力汽车研发的核心技术之一，通过协调混合动力汽车发动机与电机之间的能量分配，实现车辆在不同行驶工况下的能量分配。性能优良的能量管理策略对于充分发挥混合动力汽车的结构优势，提高燃油经济性，实现环境的可持续发展具有重要意义。

目前，能源管理策略包括基于规则的能源管理策略和基于优化的能量管理策略。基于规则的能量管理策略可细分为确定性规则和模糊规则，基于优化的能量管理策略可细分为全局优化和瞬时优化。基于规则的能量管理策略以其简单、可靠、鲁棒性强等优点被广泛应用于实车能量管理中。然而，这种能源管理策略的制定依赖于经验，对工况的适应性差。基于优化的能量管理策略在理论上可以在已知工况的情况下得到最优的能量管理，然而，汽车实际工作环境是复杂多变的，这限制了它的广泛应用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多目标优化的混合动力汽车能量管理方法，用以解决目前混合动力汽车规则式能量管理策略对随机工况适应性较差、优化式能量管理实时计算量大的问题，同时考虑避免发动机启停频繁与换挡频繁的问题，兼顾汽车能耗经济性与平顺性的需求。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于多目标优化的混合动力汽车能量管理方法，该方法包括：

离线优化阶段：构建多目标优化函数并进行离线优化，所述的多目标优化函数考虑动力源工作状态点转移代价、动力源效率代价、发动机启停代价、电池状态转移代价以及换挡代价；

在线实时控制阶段：根据随机工况车速需求确定整车转矩需求，利用优化的多目标优化函数进行各动力源的转矩分配和汽车档位设定，控制汽车运行。

优选地，所述的多目标优化函数表示为：

其中，COST为多目标优化函数，costefficiencytransfer_y为动力源y的工作状态点转移代价值，costefficiency_y为动力源y的动力源效率代价值，costICEstartstop为发动机启停代价值，costBattery为电池状态转移代价值，costGears为换挡代价值，λ_1y、λ_2y、λ₃、λ₄、λ₅为权重参数，y为动力源的编号，y＝1，2，……，Y，Y为常数。

优选地，costefficiencytransfer_y通过下式获得：