一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其包括步骤：S100：基于车辆当前参数以及预设的驾驶循环，采用迭代打靶法，获取最优油电转换等效因子初始值s；S200：根据车辆当前SOC对最优油电转换等效因子初始值s进行修正，得到修正后的最优油电转换等效因子s(t)；S300：基于修正后的最优油电转换等效因子s(t)，分别计算当前驾驶员需求扭矩下，纯电驱动模式、串联驱动模式和并联驱动模式的最小等效能耗；S400：基于最小等效能耗计算结果以及车辆状态参数，选择车辆的目标运行模式。采用本发明专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法可以明显降低发动机启停频率，从而有效降低油耗，节省燃油，提高车辆的经济性和NVH性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法
本专利技术涉及一种车辆能量管理方法，尤其涉及一种车辆SOC自适应能量管理方法。
技术介绍
近年来，随着国内外对车辆节能环保的要求越来越高，用户对于车辆节能环保关注的提高，新能源车已经逐渐成为未来车辆的发展趋势。其中，新能源汽车中的混合动力车辆已经成为越来越多人们出行的选择，受到了市场和用户的青睐。目前，市场上已有众多已经上市的混合动力车，在混合动力车辆中，其采用发动机与电机相结合的模式来实现车辆的驱动，这其中就会具备发动机启停的功能。在现有技术中，为了保证电量平衡，混合动力车辆的发动机启停频繁，NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能不好。因此，目前现有技术中的混合动力车辆上使用的混动能量管理策略，对车辆发动机的性能要求很高，为了能够实现功率跟随的目的，需要发动机要比传统奥拓循环的发动机有更大的经济区间，十分不利于生产。基于此，针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术期望获得一种基于ECMS(EquivalentFuelConsumptionMinimizationStrategy，等效燃油消耗最小能量管理策略)的车辆SOC(stateofcharge，电池剩余电量)自适应能量管理方法，相对于现有技术中的能量管理方法，采用该方法可以明显降低发动机启停频率，从而有效降低油耗，节省燃油，提高车辆的经济性和NVH性能。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，该方法可以基于车辆当前参数以及预设的驾驶循环，采用迭代打靶法，获取最优油电转换等效因子初始值，并基于修正后的最优油电转换等效因子初始值，在驾驶员需求输入的前提下，得到不同模式下的最小等效能耗，并以此为基准建立车辆SOC自适应能量管理方法。相较于现有技术中混合动力车辆所采用的混动能量管理方法，采用该方法可以明显降低发动机启停频率，从而有效降低油耗，节省燃油，提高车辆的经济性和NVH性能，具有十分重要的现实意义。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其包括步骤：S100：基于车辆当前参数以及预设的驾驶循环，采用迭代打靶法，获取最优油电转换等效因子初始值s；S200：根据车辆当前SOC对最优油电转换等效因子初始值s进行修正，得到修正后的最优油电转换等效因子s(t)；S300：基于修正后的最优油电转换等效因子s(t)，分别计算当前驾驶员需求扭矩下，纯电驱动模式、串联驱动模式和并联驱动模式的最小等效能耗；S400：基于最小等效能耗计算结果以及车辆状态参数，选择车辆的目标运行模式。在本技术方案中，并联驱动模式是指发动机和驱动电机共同为车辆提供动力；串联驱动模式是指驱动电机驱动车轮转动，同时发动机带动发电机给电池充电，电池为电机供电；纯电驱动模式是指仅有驱动电机为车辆提供动力。在本专利技术的上述技术方案中，本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法分为两个部分：获取最优油电转换等效因子初始值和最小等效能耗。其中，在获取最优油电转换等效因子初始值部分(即上述步骤S100)，本专利技术基于车辆当前参数以及预设的驾驶循环，采用了迭代打靶法，方能获取最优油电转换等效因子初始值s。而在最小等效能耗寻优部分，本专利技术基于ECMS，可以在驾驶员需求输入的前提下，根据修正后的最优油电转换等效因子s(t)分别计算得到不同模式下的最小等效能耗，并以此为基准建立车辆SOC自适应能量管理方法。相较于现有技术中混合动力车辆所采用的混动能量管理方法，采用该方法可以明显降低发动机启停频率，从而有效降低油耗，节省燃油，提高车辆的经济性和NVH性能，具有十分重要的现实意义。进一步地，在本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法中，在步骤S100中，采用迭代打靶法基于下式获得最优油电转换等效因子初始值s：式中，s为针对车辆驾驶循环为NEDC循环的最优油电转换等效因子初始值，sChrg为车辆充电时最优油电转换等效因子初始值，sDischrg为车辆放电时最优油电转换等效因子初始值，Pbat为车辆电池当前的输出功率。进一步地，在本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法中，在步骤S200中，基于下述公式对最优油电转换等效因子初始值s进行修正，得到修正后的最优油电转换等效因子s(t)：式中，Pbat为车辆电池当前的输出功率，sChrg为车辆充电时最优油电转换等效因子初始值，sDischrg为车辆放电时最优油电转换等效因子初始值，SOCref为车辆初始参考电池电量，SOC(t)为车辆电池当前时刻的电量值，SOCmin为车辆电池可放电容量的下限值，n是控制惩罚函数形状的指数系数，其根据离线仿真结果确定。进一步地，在本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法中，所述控制惩罚函数形状的指数系数n的取值为2。进一步地，在本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法中，在步骤S300中，纯电驱动模式下的最小等效能耗fEVEql_min基于下式获得：其中，为纯电驱动模式下电池等效燃油消耗率的哈密顿表达式，为车辆发动机实际燃油消耗速率，Emax为车辆电池的最大能容量，QLHV为燃油的低热值，fSOC(SOC,Pbat)为基于SOC修正的电池实际能耗，Pbat为车辆电池当前的输出功率，TMot为驱动电机转矩，NMot为驱动电机转速，Treq_wl为驾驶员需求扭矩轮端值，η1为驱动电机到轮端的速比。进一步地，在本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法中，在步骤S300中，在串联驱动模式下，基于下式进行最小等效能耗寻优：式中，fSriEql_min表示串联驱动模式下的最小等效能耗，i表示串联驱动模式下的寻优步数，PGeni为串联驱动模式下发电机组的输出功率，PBati为串联驱动模式下电池输出功率，PGen_min为发电机组最小输出功率，Pstep为功率寻优步长,PGen_max发电机组最大输出功率，Pser为串联驱动模式下驾驶员需求功率，为串联驱动模式下发电机等效燃油消耗率的哈密顿表达式、为串联驱动模式下电池等效燃油消耗率的哈密顿表达式，为串联驱动模式下发电机实际燃油消耗速率，为串联驱动模式下电池实际燃油消耗速率，Emax为车辆电池的最大能容量，QLHV为燃油的低热值，为串联驱动模式下基于SOC修正的电池能耗。进一步地，在本专利技术所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法中，在步骤S300中，在并联驱动模式下，基于下式进行最小等效能耗寻优：式中，fPrlEql_min为并联驱动模式下的最小等效能耗值，j为并联驱动模式下的寻优步数，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，包括步骤：/nS100：基于车辆当前参数以及预设的驾驶循环，采用迭代打靶法，获取最优油电转换等效因子初始值s；/nS200：根据车辆当前SOC对最优油电转换等效因子初始值s进行修正，得到修正后的最优油电转换等效因子s(t)；/nS300：基于修正后的最优油电转换等效因子s(t)，分别计算当前驾驶员需求扭矩下，纯电驱动模式、串联驱动模式和并联驱动模式的最小等效能耗；/nS400：基于最小等效能耗计算结果以及车辆状态参数，选择车辆的目标运行模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，包括步骤：
S100：基于车辆当前参数以及预设的驾驶循环，采用迭代打靶法，获取最优油电转换等效因子初始值s；
S200：根据车辆当前SOC对最优油电转换等效因子初始值s进行修正，得到修正后的最优油电转换等效因子s(t)；
S300：基于修正后的最优油电转换等效因子s(t)，分别计算当前驾驶员需求扭矩下，纯电驱动模式、串联驱动模式和并联驱动模式的最小等效能耗；
S400：基于最小等效能耗计算结果以及车辆状态参数，选择车辆的目标运行模式。


2.如权利要求1所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，在步骤S100中，采用迭代打靶法基于下式获得最优油电转换等效因子初始值s：



式中，s为针对车辆驾驶循环为NEDC循环的最优油电转换等效因子初始值，sChrg为车辆充电时最优油电转换等效因子初始值，sDischrg为车辆放电时最优油电转换等效因子初始值，Pbat为车辆电池当前的输出功率。


3.如权利要求1所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，在步骤S200中，基于下述公式对最优油电转换等效因子初始值s进行修正，得到修正后的最优油电转换等效因子s(t)：



式中，Pbat为车辆电池当前的输出功率，sChrg为车辆充电时最优油电转换等效因子初始值，sDischrg为车辆放电时最优油电转换等效因子初始值，SOCref为车辆初始参考电池电量，SOC(t)为车辆电池当前时刻的电量值，SOCmin为车辆电池可放电容量的下限值，n是控制惩罚函数形状的指数系数，其根据离线仿真结果确定。


4.如权利要求3所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，所述控制惩罚函数形状的指数系数n的取值为2。


5.如权利要求1所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，在步骤S300中，纯电驱动模式下的最小等效能耗fEVEql_min基于下式获得：












其中，为纯电驱动模式下电池等效燃油消耗率的哈密顿表达式，为车辆发动机实际燃油消耗速率，Emax为车辆电池的最大能容量，QLHV为燃油的低热值，fSOC(SOC,Pbat)为基于SOC修正的电池实际能耗，Pbat为车辆电池当前的输出功率，TMot为驱动电机转矩，NMot为驱动电机转速，Treq_wl为驾驶员需求扭矩轮端值，η1为驱动电机到轮端的速比。


6.如权利要求1所述的基于ECMS的车辆SOC自适应能量管理方法，其特征在于，在步骤S300中，在串联驱动模式下，基于下式进行最小等效能耗寻优：

【专利技术属性】
技术研发人员：王郑强，付长波，李帅，胡甚林，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31