[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

说明书

本发明提供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：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；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，进而计算未来时域内车辆的需求功率；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。本发明解决大功率需求时发动机调速缓慢和动力电池组过度放电的问题，在调速时满足发电需求，防止发动机调速时发动机转速震荡或熄火。

技术领域

本发明提供一种串联式机电复合传动系统的动力储备预测控制方法，属于新能源汽车领域。

背景技术

串联式机电复合传动系统由发动机、发电机、动力电池组、左/右驱动电机、耦合机构和减速机构以及相应控制器组成，系统在结构上可分为发电单元和驱动单元。发动机和发电机集成发动机发电机组，与动力电池组组成发电单元，其中，发动机发电机组为可控发电装置，动力电池组为被动补偿电能的装置；两个驱动电机耗电通过耦合机构和减速机构对外输出动力，组成驱动单元。供电单元和驱动单元之间通过直流母线进行供/耗电平衡，各控制器通过通讯总线进行信息交互与控制指令下发。

现有提出的大多数技术方案都是针对发动机发电机组和动力电池组之间的能量分配控制，以及供电单元和驱动单元之间的供/耗电协调控制，以提升系统性能并尽可能减小发动机燃油消耗。

发明专利CN104925063A，涉及一种机电复合传动车辆的模型预测控制方法，根据当前采样时刻的驾驶员踏板位置，结合车速、发动机转速以及电池荷电状态SOC等车辆状态信号以及来自于自适应递归预测算法的未来车辆需求转矩信息，将系统模型和未来需求转矩算法等作为预测模型，建立机电复合传动车辆模型预测控制(MPC)方法，通过模型预测控制确定本控制周期内的系统各部件控制命令，实现在线优化控制。

发明专利CN110481533B公开了一种机电复合传动系统的实时优化控制方法，涉及机电复合传动技术领域，所述方法包括以下步骤：(S0)开始；(S1)状态观测；利用状态观测得到机电复合传动系统中各元件当前的工作状态；(S2)动态预测；利用动态预测得到机电复合传动系统中各元件可行的工作范围；(S3)最优决策；制定并执行最优决策中各元件的最优控制命令；(S4)反馈校正；最后利用状态偏差对机电复合传动系统中的发动机和电机的控制量进行反馈校正；(S5)判断反馈校正是否满足要求，如果反馈校正满足要求，则本步骤结束，如果反馈校正不满足要求，则返回步骤(S1)重新进行。本发明能够根据各元件的状态偏差对相应的控制量进行修正，从而使机电复合传动系统获得良好的工作效率和状态稳定性。

上述现有技术存在以下技术问题：

1、现有控制技术都是理想下对机电复合传动系统进行控制，没有考虑发动机的工作特性。

2、对机电复合传动系统进行功率流控制就必须调节发动机发电机组的转速，但是由于发动机和发电机的外特性不同，造成调速过程缓慢，当发电负载突然增大时会造成发动机转速震荡，严重时甚至造成发动机熄火。

3、串联式机电复合传动系统车辆在急加速、上坡等电功率需求过大时，由于发动机响应有一定延迟，发电机无法满足供电需求，容易造成动力电池瞬时大功率放电甚至自动保护，使得机电复合传动传动系统母线电压下降，驱动电机无法正常工作。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种动力预调控制，采用一种工况预测的方法，根据当前发动机工作状态以及所预测的功率需求，对发动机转速按照设定方法预调整，实现发动机转速调节需求又满足车辆急加速或上坡时的功率需求，同时避免动力电池组的过放保护，让车辆稳定运行。

本发明的解决方法：

1、运用功率预测方法预先调节发动机转速，使发动机拥有较高的功率输出能力，避免大功率需求时发动机堵转或熄火；