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专利号: 2020113587141
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法,其特征在于,该方法以并联式混合动力汽车电量SOC的偏差ΔSOC及其变化率ΔSOC'为输入,以等效因子s的值为输出,建立模糊控制器和等效消耗最小策略(Equivalent Consumption Minimization Strategy,ECMS)瞬时优化控制算法,通过模糊控制器对ECMS瞬时优化控制算法中的等效因子进行动态调节。

2.根据权利要求1所述的并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法,其特征在于,建立ECMS瞬时优化控制算法,具体包括以下步骤:S101:根据最优控制理论,得到并联式混合动力汽车在一定行驶工况下的最小油耗:subject to:Te_min≤Te≤Te_max or Te=0

0≤Tem≤Tem_max         (2)ne=nem

其中, 为发动机燃油消耗率, 为电机等效燃油消耗率,Te为发动机工作转矩,Tem为电机工作转矩,ne为发动机转速,nem为电机转速,Te_min为发动机最小工作转矩,Te_max为发动机最大工作转矩,Tem_max为电机最大工作转矩,N为工况总时间,Δt为单位时间;

S102:当电机在电动机模式下工作时,混合动力系统的燃油消耗量由两部分组成,一是发动机直接消耗的燃油量,二是电动机消耗电能所对应的等效油耗,得到并联式混合动力汽车的瞬时等效油耗:

其中,ηdis为电池放电效率,ηm为电机工作效率,schg为充电等效因子;

当电机在发电机模式下工作时,除制动能量回收外,发动机消耗燃油带动发电机对电池进行充电,得到并联式混合动力汽车的瞬时等效油耗:其中,ηcha为电池充电效率,sdis为放电等效因子;

S103:当瞬时等效油耗最小时,得到最佳的发动机工作转矩Te_out_opt和电机工作转矩Tem_out_opt。

3.根据权利要求2所述的并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法,其特征在于,以电量SOC的偏差ΔSOC及其变化率ΔSOC'为输入,等效因子s的值为输出,建立模糊控制器,具体包括以下步骤:

S201:选择多种复杂工况,以等效油耗为目标函数,对等效因子进行离线遍历,计算出多种复杂工况下等效因子的公共有效区间;

S202:根据步骤S201的等效因子有效区间,建立模糊控制的隶属度函数,选取高斯型隶属度函数作为输入函数:

y=gaussmf(x,[sig c])       (5)其中,x指定变量论域范围,c决定了函数的中心点,sig决定了函数曲线的宽度σ;

选取三角型隶属度函数作为输出函数:y=trimf(x,[a b c])        (6)其中,a、b和c指定三角形函数的形状;

输入ΔSOC的模糊子集为{SNB,SNS,SZO,SPS,SPB},ΔSOC'的模糊子集为{dSNB,dSNS,dSZO,dSPS,dSPB},输出等效因子s的模糊子集为{sNB,sNS,sZO,sPS,sPB};其中,xNB、xNS、xZO、xPS、xPB分别表示语言变量{负大、负小、零、正小、正大};

S203:根据步骤S202的隶属度函数,设计模糊规则,具体包括以下内容:如果ΔSOC=SPB,那么s=sNB;

如果ΔSOC=SPS,那么s=sNS;

如果ΔSOC=SZO,ΔSOC'=dSPB,那么s=sNB;

如果ΔSOC=SZO,ΔSOC'=dSPS,那么s=sNS;

如果ΔSOC=SZO,ΔSOC'=dSZO,那么s=sNB;

如果ΔSOC=SZO,ΔSOC'=dSNS,那么s=sPS;

如果ΔSOC=SZO,ΔSOC'=dSNB,那么s=sPB;

如果ΔSOC=SNS,那么s=sPS;

如果ΔSOC=SNB,那么s=sPB。

4.根据权利要求3所述的并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法,其特征在于,步骤S201中,多种复杂工况包括:城市、郊区或高速。

5.根据权利要求2所述的并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法,其特征在于,设计并联式混合动力汽车的工作模式,分别为混合驱动模式、发动机单独驱动模式、电机发电模式、电机单独驱动模式和再生制动模式;对这五种工作模式的判断如下:

1)当总需求转矩Treq大于发动机最优工作转矩Te_opt时,并联式混合动力汽车处于混合驱动模式;

2)当Treq=Te_opt时,并联式混合动力汽车处于发动机单独驱动模式;

3)当Te_min≤Treq<Te_opt时,并联式混合动力汽车处于电机发电模式;

4)当0<Treq<Te_min时,并联式混合动力汽车处于电机单独驱动模式;

5)当Treq≤0时,并联式混合动力汽车处于再生制动模式。