[发明专利]一种插电式混合动力瞬时功率损耗最小化扭矩分配策略

摘要

本发明提供一种插电式混合动力瞬时功率损耗最小化扭矩分配策略，通过计算发动机的功率损耗，计算电机的功率损耗，计算动力电池的功率损耗，设定动力电池荷电状态变化的附加功率损耗；设定工作模式切换的附加功率损耗；设定满足驾驶员扭矩需求的附加功率损耗；计算混合动力系统瞬时功率损耗，提高整车控制策略对不同工况的适应性。

主权项

一种插电式混合动力瞬时功率损耗最小化扭矩分配策略，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、计算发动机的功率损耗PICE_cost，PICE_cost＝Pg_max‑Pg   (1)式中，Pg是由燃油消耗率ge(g/kWh)计算得到单位质量燃油所能发出的功率，(kW/g)；发动机最低燃油消耗率点对应的Pg_max与发动机万有特性其余各点对应Pg的差值即作为发动机的功率损耗；步骤2、计算电机的功率损耗PEM_cost，当混合动力系统只有一个电机时，电机的功率损耗算法为：PEM_cost＝PEM_elec‑PEM_mech   (2)式中，PEM_elec为某一转速下不同转矩输出所消耗的电功率，PEM_elec＝a·Tm2+b·Tm+c，a、b、c为基于电机的效率特性试验数据拟合系数；PEM_mech为某一转速下不同转矩对应的机械功率，PEM_mech＝Tm·nm/9550；根据电机转速nm和电机总扭矩需求Tm，通过查拟合系数表得到PEM_elec，通过公式计算得到PEM_mech，则由式(2)计算得到电机的功率损耗PEM_cost；当混合动力系统有两个电机时，电机的功率损耗算法为：PEM1_cost=pEM1_elec-PEM1_mechPEM2_cost=PEM2_elec-pEM2_mech---(3)]]>式中，PEM1_elec和PEM2_elec分别为ISG电机和驱动电机在某一转速下不同转矩输出所消耗的电功率，PEM1_elec＝a1·Tm12+b1·Tm1+c1，PEM2_elec＝a2·Tm22+b2·Tm2+c2，a1、b1、c1为基于ISG电机的效率特性试验数据拟合系数，a2、b2、c2为基于驱动电机的效率特性试验数据拟合系数；PEM1_mech和PEM2_mech分别为ISG电机和驱动电机某一转速下不同转矩对应的机械功率，PEM1_mech＝Tm1·nm1/9550，PEM2_mech＝Tm2·nm2/9550；根据电机转速nm1、nm2和电机扭矩指令Tm1、Tm2，通过查拟合系数表得到PEM1_elec、PEM2_elec，通过公式计算得到PEM1_mech、PEM2_mech，则由式(3)计算得到电机的功率损耗PEM1_cost、PEM2_cost；步骤3、计算动力电池的功率损耗PBAT_cost；PBAT_cost＝I2·R   (4)式中，I为动力电池充放电电流；R为动力电池的充放电内阻；步骤4、设定动力电池荷电状态变化的附加功率损耗PSOCControl_cost；设定工作模式切换的附加功率损耗PStateTransfer_cost；设定满足驾驶员扭矩需求的附加功率损耗PSatisfyDriveReq_cost；则混合动力系统瞬时功率损耗PTotal_cost为：PTotal_cost＝PICE_cost+PEM1_cost+PEM2_cost+PBAT_cost+PSOCControl_cost+PStateTransfer_cost+PSatisfyDriveReq_cost混合动力系统瞬时功率损耗PTotal_cost最终表达为发动机扭矩TICE的二次多项式，通过黄金分割搜索法，经过n次搜索，得到混合动力系统瞬时功率损耗最低点对应的发动机扭矩T*ICE，再根据驾驶员扭矩需求进一步得到某一状态点的电机总扭矩需求T*m＝TDriverReq‑T*ICE，其中TDriverReq是指驾驶员扭矩需求，即根据油门踏板和车速解析的扭矩需求；对上述求得的电机总扭矩需求采用二次多项式求解电机功率损耗最小时的电机扭矩分配，得到一ISG电机的扭矩需求和另一驱动电机的扭矩需求：PEM_elec=a1·Tm12+b1·Tm1+c1+a2·Tm22+b2·Tm2+c2Tm=Tm1+Tm2dPEM_elecdTm1=0---(5)]]>式中，PEM_elec为某一转速下不同转矩输出所消耗的电功率；d表示微积分计算，Tm为电机总扭矩需求；Tm1、Tm2分别为ISG电机和驱动电机的扭矩需求；当电机电功率PEM_elec取得最小值时，电机功率损耗PEM_cost＝PEM_elec‑PEM_mech也取得最小值；由式(5)求解得到式中，T*m为某一状态点的电机总扭矩需求；T*m1、T*m2分别为使得电机功率损耗PEM_elec最小时ISG电机和驱动电机的扭矩，根据T*m1和T*m2的值进行扭矩分配。