[发明专利]基于工况预测的插电式混合动力电动汽车能量管理系统

说明书

本发明公开了一种基于工况预测的插电式混合动力电动汽车能量管理系统，包括导航控制器和混合动力控制器，其中，所述导航控制器用于供用户进行出行规划并预测工况特征信息；所述混合动力控制器包括行驶特征估计模块、典型工况特征库、工况信息预测模块、控制参数规划模块和行驶控制模块。本发明能够以简单的控制逻辑实现近似最优PHEV能量管理，通过导航系统提供的实时路况信息，保证用户在下次充电之前将电池电量用到下限值，充分利用电能。

技术领域

本发明涉及一种混合动力电动汽车能量管理系统，具体涉及一种基于工况预测的插电式混合动力电动汽车能量管理系统，属于混合动力汽车领域。

背景技术

插电式混合动力电动汽车(plug in hybrid electric vehicle，简称PHEV)具有电能和燃油两种能量。在本领域内，通常情况下是在电池电量充足时尽量使用电能直到电池SOC达到一定限值，然后进入电量保持模式。此方法的不足是电能和燃油使用的效率不能保证，无法达到整个续驶里程内综合效率最优。

目前已经可以通过导航获取实时工况信息，为规划整个出行工况上的最佳电能使用提供了可能性。中国专利申请CN201310061071.8、CN201310577362.2和CN201510641743.1等文献都提出了将电能基本均匀地在整个行程中使用的方法，但没有考虑在燃油经济性高的工况发电提供纯电动电能的可能性，总体的节油效果有限。要想得到全局最优的电能使用需要应用动态规划等全局优化算法，确定量大，即使是简化的求解方法(如中国专利CN201510293834.0)也是比较复杂的，目前很难在实车上应用。

因此，亟待出现一种实用性强的并且节油效果大的插电式混合动力电动汽车能量管理方案。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于工况预测的插电式混合动力电动汽车能量管理系统及方法，能够保证在整个出行过程当中燃油和电能合理分配，提高综合效率，节约燃油

本发明采用的技术方案为：

本发明的实施例提供一种基于工况预测的插电式混合动力电动汽车能量管理系统，包括导航控制器和混合动力控制器，其中，所述导航控制器用于供用户进行出行规划并预测工况特征信息；所述混合动力控制器包括行驶特征估计模块、工况信息预测模块、控制参数规划模块和行驶控制模块；所述行驶特征估计模块根据已经完成的实车行驶数据估计整车重量、道路状况和驾驶风格；所述工况信息预测模块根据所述导航控制器输出的预测工况特征信息和所述行驶特征估计模块所估计的信息来预测行驶的每段路径所属典型工况，并输出每种典型工况的总里程以及邻近n个路段的典型工况类型和里程序列；所述控制参数规划模块根据所述工况信息预测模块输出的信息、典型工况特征库以及动力电池可用电能确定当前工况的最优电能使用方式，即确定当前工况的目标SOC轨迹，然后根据确定的目标SOC轨迹来确定行驶控制模块的控制参数；所述行驶控制模块基于所述控制参数规划模块所确定的控制参数来对混合动力电动汽车进行实时控制。

可选地，所述预测工况特征信息包括剩余出行路径上的不同平均车速区间内的总里程以及邻近n个路段的平均车速和里程序列。

可选地，所述控制参数包括纯电驱动功率门限、目标SOC和目标发电功率参数中的至少一个。

可选地，所述典型工况特征库设置在所述工况信息预测模块中，所述典型工况特征库包含各典型工况下电量消耗模式单位里程电能变化量与所述纯电驱动功率门限的对应关系，以及包含各典型工况下行车发电量模式单位里程电能变化量与所述目标发电功率的对应关系。

可选地，所述控制参数规划模块根据所述工况信息预测模块输出的信息、典型工况特征库以及动力电池可用电能确定当前工况的最优电能使用方式包括以下步骤：

S10，基于预设方法来确定剩余出行路径上的每种典型工况下的单位里程目标电能变化量；