[发明专利]一种串联式机电复合传动系统的动力储备预测控制方法

权利要求书

1.一种串联式机电复合传动系统的动力储备预测控制方法，包括以下步骤：

S1.首先应用车辆驾驶的历史数据作为训练集；训练预测车速和加速度的神经网络；

S2.根据当前时刻以及之前时刻所采样车辆状态数据，应用训练好的神经网络预测未来2-3秒内的车速和加速度；

S3.进而计算未来时域内车辆的需求功率；

S4.当预测到发电机当前转速无法满足未来需求功率时，在当前时刻对发动机发电机组进行预调速控制，预先提升发动机发电机组的转速，增大发动机发电机组的动力储备，以应对未来时刻的发电功率需求；

在发动机发电机组调速过程中，综合考虑发动机发电机组的动态调速特性与功率输出特性，将发动机功率分为调速功率部分和发电功率部分，动态调节两部分功率的比例；

具体各个步骤为：

S1.从实车采集的大量数据中提取车速和加速度序列作为输出训练集，进行神经网络的训练，离线训练好神经网络用于实时的车速和加速度预测；

应用实车采集的大量数据作为训练集，训练预测车速和加速度的神经网络，作为间接预测车辆需求功率的工具；

S2.通过发动机控制器、发电机控制器和驱动电机控制器反馈得到系统当前的状态信息，应用预先训练好的神经网络预测未来车速和加速度；

S3.根据所预测的车速和加速度信息计算未来2-3秒内系统的需求功率；

S4.如果未来的2-3秒内系统的需求功率P_pre大于发动机发电机组调速阈值功率P_thr，进行发动机发电机组预调速，并进行发动机发电机组发电与调速协调控制；当发动机转速n_eng大于目标转速n_ref，则停止调速；当发动机转速n_eng不大于目标转速n_ref，则继续调速；

如果需求功率P_pre不大于发动机发电机组调速阈值功率P_thr，不进行发动机发电机组预调速，运用等效消耗最小策略方法，以油耗最小为目标进行发电机和动力电池组之间功率分配的优化；

还包括，S5.将最终的优化控制结果发给发动机控制器和发电机控制器；

其特征在于：

S4中，发动机发电机组发电与调速协调控制，包括以下子步骤：

(1)首先，经过功率预测判断需要发动机发电机组进行调速，发动机发电机组获得调速指令；

(2)根据发动机当前转速，通过发动机外特性获得当前转速下发动机最大转矩；

(3)让发动机输出发动机当前转速下的最大功率，并将发动机功率分为调速功率P_{e_spd}和发电功率P_{e_gen}，初始化调速功率系数k；

(4)让发动机发电机组以发电功率P_{e_gen}克服发电机的电磁转矩进行发电，以调速功率P_{e_spd}克服发动机发电机组转动惯量进行调速；

(5)在发电和调速过程中，如果动力电池组输出功率P_bat大于最大功率P_{bat_max}，即P_bat-P_{bat_max}＜C₂，则减小k值以增大发电功率；如果发动机转速n_eng和目标转速n_ref差值即n_ref-n_eng＞C₁，则增大k值以增大调速功率；发电功率和调速功率调节k值冲突时，优先满足发电功率需求；

(6)根据上一步找到合适的k值，并确定发电功率和调速功率，控制发动机和发电机工作。