一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法，實(shí)時(shí)獲取車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)并利用預(yù)存的數(shù)據(jù)表實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的轉(zhuǎn)矩及DCDC電流最優(yōu)值，可以有效實(shí)現(xiàn)燃料電池混合動(dòng)力汽車能量的最優(yōu)控制，利用龐特里亞金最小值原理得到上述數(shù)據(jù)表，消耗的計(jì)算時(shí)間短，有利于實(shí)際應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境污染問(wèn)題和資源短缺問(wèn)題是目前全世界范圍內(nèi)的焦點(diǎn)問(wèn)題。汽車對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題都有著很大的負(fù)面影響，而近幾十年來(lái)中國(guó)民用汽車的數(shù)量一直以驚人的速度增長(zhǎng)，為了改善這些問(wèn)題，國(guó)外很多科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)以及汽車公司正努力開(kāi)發(fā)、研制以及量產(chǎn)各種新能源汽車，而面臨著更加嚴(yán)峻情形的中國(guó)政府也已把目光投向了新能源汽車，燃料電池混合動(dòng)力汽車以氫氣為燃油，且不產(chǎn)生任何有害尾氣，因此，燃料電池混合動(dòng)力汽車是未來(lái)汽車發(fā)展的重要方向之一。
[0003]混合 動(dòng)力汽車通常采用兩個(gè)動(dòng)力源，因此，在車輛的行駛過(guò)程中需要對(duì)這兩個(gè)動(dòng)力源進(jìn)行動(dòng)力分配，這就涉及到能量管理策略的問(wèn)題，能量管理策略在混合動(dòng)力汽車中起著非常關(guān)鍵的作用，好的能量管理策略才能實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車的節(jié)能、環(huán)保等目標(biāo)。目前，人們研究開(kāi)發(fā)了幾種混合動(dòng)力汽車的能量管理策略，這些能量管理策略可大致分為兩類:一類是基于啟發(fā)式概念的策略，另一類是基于最優(yōu)控制理論的策略。前者出現(xiàn)在混合動(dòng)力汽車早期的研究中，且目前上市的混合動(dòng)力汽車也普遍采用這類策略，這類策略在其實(shí)現(xiàn)上相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要豐富的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)去制定相關(guān)的控制規(guī)則，而且應(yīng)用這類策略時(shí)，混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性很難達(dá)到最優(yōu)化的目標(biāo)。為了彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，人們后來(lái)開(kāi)始研究基于最優(yōu)控制理論的能量管理策略，這類策略可從理論上保證動(dòng)力分配的最優(yōu)化，但是現(xiàn)有的這類策略很難應(yīng)用到實(shí)際車輛，目前廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理理論分析的最優(yōu)控制理論是動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法在未來(lái)行駛工況已知的情況下保證混合動(dòng)力汽車能量管理的全局優(yōu)化結(jié)果，得出混合動(dòng)力汽車的燃油消耗的全局最優(yōu)值，但由于計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法目前無(wú)法在實(shí)際中得到應(yīng)用，其他優(yōu)化方案也都存在一些缺陷，如只適用于工況呈現(xiàn)規(guī)律性的混合動(dòng)力公交車或具體實(shí)現(xiàn)困難等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中用于混合動(dòng)力汽車能量管理的最優(yōu)控制理論算法計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法在實(shí)際中得到應(yīng)用的缺點(diǎn)，提出一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法，包括如下步驟:
[0007]S1:獲取車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速值Om、電池SOC值、總線電壓值Ubus以及踏板位置信息值α ;
[0008]S2:根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速值ωπ和踏板位置信息值α獲取電機(jī)需要的轉(zhuǎn)矩T1^eq，根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩\_、電機(jī)轉(zhuǎn)速值和電機(jī)效率nm獲取整車所需功率ρν，_:[0009]Pv,req = Tm；req(om, a ).0m/ nm
[0010]S3:預(yù)存多個(gè)數(shù)據(jù)表,每一數(shù)據(jù)表中記載在特定電池SOC值、costate值的情況下，整車所需功率Ρν，_以及D⑶C最優(yōu)功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0011]S4:根據(jù)電池SOC值以及給定的COState值選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表；從對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表中獲取與整車所需功率ρν，_對(duì)應(yīng)的DCDC最優(yōu)功率Plc，由DCDC最優(yōu)功率和總線電壓值
Ubus獲取當(dāng)前D⑶C電流最優(yōu)值/,
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:獲取車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速值Om、電池SOC值、總線電壓值Ubus以及踏板位置信息值α ； S2:根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速值ωπ和踏板位置信息值α獲取電機(jī)需要的轉(zhuǎn)矩Tmirai，根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩!^^、電機(jī)轉(zhuǎn)速值ωπ和電機(jī)效率nm獲取整車所需功率Ρν，_:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法，其特征在于，步驟S3中的所述數(shù)據(jù)表是根據(jù)龐特里亞金最小值原理得出，包括如下步驟: S31:給定一個(gè)電池SOC值和costate值，依次變換整車所需功率Ρν，_，再利用龐特里亞金最小值原理求出每一整車所需功率Ρν，_對(duì)應(yīng)的Drac最優(yōu)功率/^，根據(jù)每一整車所需功率PVpq以及DCDC最優(yōu)功_ P,的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得在該給定電池SOC值和COState值情況下對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表； S32:變換電池SOC值和costate值，重復(fù)步驟S31獲取不同電池SOC值和costate值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池混合動(dòng)力汽車的能量控制方法，其特征在于，所述步驟S31中DCDC最優(yōu)功率的計(jì)算過(guò)程為: S311:在車輛駕駛過(guò)程的每一時(shí)刻，根據(jù)步驟S2可獲取整車所需功率Pv，_，那么所述燃料電池混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程為:
【文檔編號(hào)】B60W20/00GK104002804SQ201410214417
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】鄭春花, 徐國(guó)卿 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院