[发明专利]基于非线性规划算法的燃料电池汽车功率分配方法及系统

说明书

本发明实施方式提供一种基于非线性规划算法的燃料电池汽车功率分配方法及系统，属于燃料电池汽车的控制技术领域。所述分配方法包括：获取汽车的电机模块发出的电机功率需求值；将需求值与上一轮分配结果的动力源参数作为优化问题的初始条件以得到非线性规划算法的初始点位；确定优化问题的可行域；运行非线性规划算法，以初始点位为起点，沿着搜索方向进行一维搜索；判断迭代的结果的误差是否小于或等于允许误差；在判断误差大于允许误差的情况下，更新非线性规划算法的矩阵；在判断误差小于或等于允许误差的情况下，确定当前的点位为可行域内的最优点；根据最优点的动力源参数控制分配燃料电池汽车的各动力源的输出功率。

技术领域

本发明涉及燃料电池汽车的控制技术领域，具体地涉及一种基于非线性规划算法的燃料电池汽车功率分配方法及系统。

背景技术

现有的功率分配策略主要以基于规则的控制策略为主，其规则的制定主要依据汽车的运行工况。这种方法虽然设置简单，但具有边界条件过于主观的问题，通常难以正确描述系统的动态，不具备良好的动态特性。同时，现有的方法均注重提升混合动力系统的燃料经济性，但均没有考虑到系统的耐久性问题。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种基于非线性规划算法的燃料电池汽车功率分配方法及系统能够提高燃料电池汽车的混合动力系统的耐久性。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种基于非线性规划算法的燃料电池汽车功率分配方法，所述分配方法包括：

获取汽车的电机模块发出的电机功率需求值；

将所述需求值与上一轮分配结果的动力源参数作为优化问题的初始条件以得到所述非线性规划算法的初始点位；

确定所述非线性规划算法的约束条件以得到所述优化问题的可行域；

运行所述非线性规划算法，以所述初始点位为起点，沿着搜索方向进行一维搜索；

判断当前迭代的结果与上一轮迭代的结果的误差是否小于或等于预设的允许误差；

在判断当前迭代的结果与上一轮迭代的结果的误差大于所述允许误差的情况下，更新所述非线性规划算法的矩阵，再次将所述需求值与上一轮分配结果的动力源参数作为优化问题的初始条件以得到所述非线性规划算法的初始点位，并执行所述方法的相应步骤，直到判断当前迭代的结果与上一轮迭代的结果的误差小于或等于所述允许误差；

在判断当前迭代的结果与上一轮迭代的结果的误差小于或等于所述允许误差的情况下，确定当前的点位为所述可行域内的最优点；

根据所述最优点的动力源参数控制分配所述燃料电池汽车的各动力源的输出功率。

可选地，所述约束条件包括：

其中，为燃料电池端的变换器的输出功率，为锂离子电池端的变换器的输出功率，P_req为动力源的输出功率；

采用公式(1)表示的锂离子电池电流约束，

其中，表示燃料电池的充电电流的最小值，I_bat为燃料电池，为燃料电池的充电电流的最大值；

采用公式(2)表示的锂离子电池电压约束，

V_b,min≤V_bat≤V_b,max，   (2)

其中，V_b,min为锂离子电池输出电压的最小值，V_bat为锂离子电池的输出电压，V_b,max为锂离子输出电压的最大值；

采用公式(3)表示的锂离子电池功率约束，