[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

说明书

本发明涉及一种并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法，属于并联式混合动力汽车控制技术领域。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。本发明解决了并联式混合动力汽车不能外接电网充电的情况下，难以对电量SOC进行自我管理的问题。同时，相比传统基于规则的控制算法，能使并联式混合动力汽车获得更好的燃油经济性，实现了对并联式混合动力汽车的模糊自适应能量管理控制。

技术领域

本发明属于并联式混合动力汽车控制技术领域，涉及一种基于等效消耗最小策略(Equivalent Consumption Minimization Strategy,ECMS)的模糊自适应瞬时优化能量管理控制方法。

背景技术

在新能源汽车中，并联式混合动力汽车由于其独特的结构与动力输出方式，被认为是最有效可行的一种解决方案。并联式混合动力汽车有两个动力源，分别为发动机和电动机。通过能量管理策略(Energy Management Strategy,EMS)对两个动力源之间的功率分配进行有效控制，并联式混合动力汽车能够在排放更低的同时获得更高的燃油经济性。

目前，EMS可分为两大类，分别为基于规则的EMS和基于优化的EMS。基于规则的EMS可分为基于确定规则的EMS和基于模糊规则的EMS。基于规则的EMS实现起来比较简单，可基于现有的车辆工作方式进行设计，应用较为广泛。然而，这些基于规则的EMS都是基于工程师的经验和特定的行驶工况所设计的，难以得到最优的燃油经济性。

基于优化的EMS旨在使发动机和电动机之间的功率分配达到最优，进而得到最优的燃油经济性，其主要分为两大类，分别为基于全局优化的EMS和基于在线优化的EMS。基于在线优化的EMS主要以ECMS为代表，旨在将全局优化问题转换为多个局部优化的问题，以减少计算时间，并能够在实车中进行应用。然而，ECMS的等效因子默认为常数，难以满足现实环境中复杂多变的行驶工况。此外，由于并联式混合动力汽车无法连接电网进行电量的补给，需要保证标准工况下的起始电量SOC和末端电量SOC尽可能相等，等效因子为常数的ECMS无法满足并联式混合动力汽车的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法，将模糊控制器和ECMS相结合，以电量SOC及其变化率作为模糊控制器的输入，以等效因子作为模糊控制器的输出，通过对ECMS中等效因子的动态调节，不仅满足并联式混合动力汽车的需求，还能适应各种复杂工况，提高汽车的燃油经济性与性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种并联式混合动力汽车模糊自适应能量管理控制方法，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 Minimization Strategy,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。

进一步，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，可以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；