[发明专利]基于SOC预估的车辆复合电源系统模糊逻辑控制方法

说明书

本发明涉及车辆复合电源系统能量管理技术领域，基于SOC预估的车辆复合电源系统模糊逻辑控制方法，步骤一：建立车辆复合电源动力系统模型，包括锂电池和超级电容的模型；步骤二：锂电池预估控制器采用贝叶斯‑蒙特卡洛法对锂电池荷电状态进行预估；步骤三：根据运行工况下的功率需求，基于步骤一建立的车辆复合电源动力系统模型，采用模糊逻辑控制器控制复合电源系统输出的功率信号。本发明可以有效提高锂电池荷电状态的估算精度，提高复合电源系统的工作效率。

技术领域

本发明涉及车辆复合电源系统能量管理技术领域，尤其涉及一种基于SOC预估的车辆复合电源系统模糊逻辑控制方法。

背景技术

随着全球能源危机和环境问题的日益凸显，开发新能源汽车成为汽车产业发展的必然趋势。纯电动汽车采用单一动力电源容易出现续航能力弱、加速动力不足、电池寿命短等缺陷，因此混合动力汽车的研发显得尤为重要。将超级电容与蓄电池相结合作为电动汽车的动力电源，可以充分利用超级电容的快速响应特性，降低蓄电池的充放电频率，以延长蓄电池的使用寿命，增大电动汽车的续驶里程。

混合动力汽车的性能与其采用的能量管理策略密切相关，目前最常见的能量管理策略分为两大类，分别是基于规则的能量管理策略和基于优化的能量管理策略。其中，模糊逻辑控制属于模拟人的思维方式制定规则实现能量管理的方法，控制器的隶属度函数和规则的制定基础来源于专家的经验或理论知识，设计简单，易于理解。

在制定模糊控制规则时，需要考虑电池的SOC值，传统的安时积分法由于SOC初值计算、测量仪器误差、电流和温度导致容量变化等得到SOC值不实时，难以用在实际的车辆动力系统中。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于SOC预估的车辆复合电源系统模糊逻辑控制方法，以解决锂电池荷电状态估计精度不高，锂电池使用寿命短等问题。

本发明所采用的技术方案是：一种基于SOC预估的车辆复合电源系统模糊逻辑控制方法，包括以下步骤：

步骤一：建立车辆复合电源动力系统模型，包括锂电池电路模型和超级电容电路模型；

锂电池电路模型

U_L＝U_bat-i_batR_bat

其中，SOC_bat是锂电池实时的荷电状态值，SOC_bat.ini是锂电池的初始荷电状态值，Q_N为锂电池的额定容量，i_bat表示锂电池的充放电电流，在一段时间内的积分累计值表示锂电池已使用容量，U_bat和R_bat分别为锂电池的开路电压和欧姆内阻，P_bat为锂电池的功率，U_L是锂电池负载电压；

超级电容电路模型

其中，SOC_sc是超级电容的荷电状态值，U_sc.max和U_sc.min分别为超级电容的最大和最小电压，U_sc为超级电容的实时电压，I_sc为超级电容的充放电电流，R_sc和P_sc分别为超级电容的内阻和电功率；

步骤二：设计锂电池荷电状态预估控制器，采用贝叶斯-蒙特卡洛法估计得到锂电池的荷电状态SOC_bat.e的值；

将贝叶斯-蒙特卡洛方法应用于锂电池荷电状态的估计，通过一组具有相关权重的随机样本来近似概率密度函数：