[发明专利]一种插电式混合动力客车的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种插电式混合动力客车的控制方法，尤其涉及一种基于GPS导航与交通车速-时间历史统计信息的插电式混合动力客车多能源协调优化控制方法，属于混合动力客车控制技术领域。

背景技术

随着混合动力公交客车在国内各大中小城市的示范运营，其显著的节能减排效果得到了人们的一致认可，但由于电池关键技术尚未得到突破，因此常规混合动力客车在燃油经济性和排放性能的提升仍有很大空间。插电式混合动力客车作为常规混合动力客车的升级版，可通过在晚间用电低谷期将动力电池接入电网充电的形式，实现了对更为廉价清洁能源的充分利用，相比常规混合动力客车电池电能自给自足的形式，插电式混合动力客车可以更多地进行纯电行驶，从而使整车燃油经济性得到显著提升。

然而，针对大中城市复杂的交通工况怎样通过控制策略合理分配电和燃油的使用，成为设计插电式混合动力客车整车能量分配策略设计的主要目标。插电式混合动力客车能量管策略中普遍存在着荷电耗尽型（charge-depletion）和荷电维持型（charge-sustaining）两种策略，前者由于其对电能的充分利用更适合插电式混合动力客车的应用，但是目前国内插电式混合动力公交客车配置的电池容量只能覆盖每天公交路程的60%-70%，剩下的公交工况仍由发动机提供动力。这样如果不对电能进行合理的分配，就会造成例如在拥堵路段电量已耗尽到电池SOC下限而只能采用发动机驱动，车辆频繁的启停导致油耗和污染物排放的增加，整车燃油经济性得不到保障的结果。

目前混合动力公交客车的整车能量分配策略都是固定不变的，没有考虑到特定城市的特定公交线路的实际交通信息，因此整车所配备的能量分配策略并不能针对固定公交线路从每天运行时间范围的角度去考虑合理分配电能和与燃油能量，实现全局能量的最优分配。GPS导航的应用与车载信息单元的广泛普及为公交客车固定线路全天运行能量最优分配提供了实现的可能。GPS，全称Global Positioning System，即全球定位系统，可利用GPS定位卫星实现车辆定位的功能，配合某城市的数字地图便可以准确得到公交客车在运行中的准确位置。不可否认的是某固定城市公交线路每天每时段以及线路中各个站点间的交通流量是具有统计规律的，即某固定线路某两个站点之间在每天同时刻内的交通拥堵程度大致相同，交通拥堵程度由公交客车运行在该公交线路站与站间的平均速度表征，将该统计信息存储在车载信息单元中，通过GPS与数字地图并结合当前时间信息查找车载信息单元中该条公交线路历史交通流量统计信息通过提前分析好的道路等级，通过判定当前时刻位置所属道路拥堵等级，选择对应的能量分配策略从而实现控制策略的实时调整，能够更好的适应固定的线路工况，进一步减少整车油耗，提升燃油经济性。

发明内容

本发明的目的是提出一种插电式混合动力客车的控制方法，针对目前插电式混合动力公交客车整车能量分配策略工况适应性差的缺点，根据GPS导航与交通车速-时间历史统计信息，对插电式混合动力公交客车进行能量实时分配，以保证车辆正常运行的同时进一步提升整车燃油经济性，减少污染物排放。

本发明提出的插电式混合动力客车的控制方法，包括以下步骤：

（1）从城市交通管理中心获取公交线路的交通车速-时间历史统计信息，根据获取信息，对车辆通过道路拥堵段的状态进行分级：拥堵时间车辆通过拥堵路段为一级，拥堵时间车辆通过非拥堵路段为二级，非拥堵时间车辆通过拥堵路段为三级，非拥堵时间车辆通过非拥堵路段为四级；

（2）对上述各拥堵等级，设定车辆的实时能量分配方法：

一级拥堵，车辆采用纯电驱动，并使车辆的离合器分离，发动机关闭，电机由动力电池供电进行纯电驱动；

二级拥堵，当车辆的驱动扭矩小于或等于电机最大扭矩T₁时，离合器分离，发动机关闭，电机由动力电池供电进行纯电驱动；当车辆的驱动扭矩大于电机最大扭矩T₁时，开启发动机，离合器接合，发动机、电机共同输出扭矩进行混合驱动，其中的电机最大扭矩T₁通过电机外特性曲线查表求得；