[发明专利]一种并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法

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 MinimizationStrategy,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；

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。

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：

其中，为发动机燃油消耗率，为电机等效燃油消耗率，T_e为发动机工作转矩，T_em为电机工作转矩，n_e为发动机转速，n_em为电机转速，T_{e_min}为发动机最小工作转矩，T_{e_max}为发动机最大工作转矩，T_{em_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，η_dis为电池放电效率，η_m为电机工作效率，s_chg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，η_cha为电池充电效率，s_dis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T_{e_out_opt}和电机工作转矩T_{em_out_opt}。

3.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，步骤S201中，多种复杂工况包括：城市、郊区或高速。

4.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T_req大于发动机最优工作转矩T_{e_opt}时，并联式混合动力汽车处于混合驱动模式；

2)当T_req＝T_{e_opt}时，并联式混合动力汽车处于发动机单独驱动模式；

3)当T_{e_min}≤T_req＜T_{e_opt}时，并联式混合动力汽车处于电机发电模式；

4)当0＜T_req＜T_{e_min}时，并联式混合动力汽车处于电机单独驱动模式；

5)当T_req≤0时，并联式混合动力汽车处于再生制动模式。