得到;λ是控制動力電池 S0C變化的因子；'e表示動力電池 SoC的變化率。
[0032] 5V)r為整車需求功率、増程器輸出功率、動力電池當前SoC和環境溫度的函數：
[0033]
[0034]式中，U。。表示動力電池的開路電壓;T為動力電池溫度;Pdc為整車需求功率;Pe為増 程器輸出功率;Rb為動力電池內阻;Qn?為動力電池額定容量，Qn?為常值。
[0035] 也可基于動力電池的等效內阻模型和試驗數據標定得到。
[0036] b)整車控制器通過CAN總線獲取BMS傳送過來的動力電池瞬時電量SoC信息，將其 與當前模式下所設定的參考SoC值進行比較，根據兩者的差值對控制策略中影響SoC變化的 控制因子λ進行調整和修正。
[0037] 參考SoC值為不同模式下動力電池目標充電/維持電量，其為常值。通過實時調整 控制因子λ，動力電池 SoC可以被維持在目標值附近并適應行駛工況的變化：當行駛工況平 均需求功率較低時，動力電池 SoC變化范圍較窄，當行駛工況平均需求功率較高時，動力電 池 SoC變化范圍較寬。控制因子λ的調整通過一個PI控制模塊實現：
[0038] λ(k) = A〇+kp (SoC (k) -SoCref (k)) +ki Σ SoC(i) -SoCref (k)
[0039] 式中，λ(1〇為修正后的控制因子，AfKkJPk1均為需要標定的控制參數，SoC(k)為電 池管理系統BMS傳送過來的動力電池瞬時SoC值，SoC ref為所設定的參考SoC值，根據不同工 作模式的需要，SoCraf設定為對應該模式的常值。
[0040] c)整車控制器通過CAN總線獲取増程器控制器HCU傳送過來的增程器瞬時輸出功 率信息PE(k)，并根據増程器的動態輸出能力預測下一個控制周期增程器輸出功率的范圍：
[0041] PE(k+l)e[PE(k)-5PE)i,PE(k)+5PE )2]
[0042] 式中，PE(k+l)為下一個時刻増程器的預測輸出功率;3?^和3?^ 2分別為増程器的 最大允許下降功率和最大允許上升功率。為了便于計算機控制，需要對上述功率范圍進行 離散，以獲得目標功率候選集合。優選地，可以〇.5kW為間距進行離散，所獲得的目標功率候 選集合為[Pe(Ic)-SP ei1 :0·5 :ΡΕ(10+δΡΕ,2]。
[0043] d)整車控制器根據當前車輛的狀態信息和步驟b)中更新的控制因子λ的值查步驟 a)中的映射表格計算每一個候選目標功率所對應的Hami Itonian函數值，確定Hami Itonian 函數最小值所對應的候選目標功率為當前控制周期下增程器的目標輸出功率。通過使函數 取值最小確保增程器和動力電池之間具有最佳的功率分配。
[0044] e)整車控制器判斷步驟d)中所確定的目標功率是否持續5s為零，若否，則將目標 功率值通過CAN總線傳送給増程器控制器HCU;若是，則將停機指令傳送給増程器控制器 HCU，増程器停機。
[0045] 通過以上原理和實施步驟可以看到，由于整車控制器所確定的増程器目標輸出功 率能使系統Hamiltonian函數取值最小，所以提出的能量管理方法可以提高增程式電動汽 車混合動力系統的工作效率，使增程器和動力電池均工作在效率較高的狀態。而且，通過步 驟b)中的修正方法，可以保證在不同工況下動力電池 SoC的可靠維持。因此，所提出的方法 易于在線實時實現，具有良好的工程應用前景。
[0046] 盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1. 一種電動汽車增程模式下的能量管理方法，其特征在于該方法包括如下步驟： a) 構造系統Hamiltonian函數值、至少包括增程器輸出功率的車輛狀態信息和控制動 力電池 SoC變化的因子λ之間的映射表格，存儲存儲器中； b) 整車控制器獲取動力電池瞬時SoC信息，將其與當前所設定的參考SoC值進行比較， 根據兩者的差值對因子λ進行調整修正，獲得修正后的因子λ(1〇; c) 通過增程器瞬時輸出功率信息，預測下一個控制周期增程器輸出功率的范圍，并對 該范圍進行離散獲得目標功率候選集； d) 根據當前車輛的狀態信息和步驟b)中修正后的因子λ(1〇的值查步驟a)中的映射表 格，計算目標功率候選集中的每一個候選目標功率所對應的Hamiltonian函數值，選取最小 的Hamiltonian函數值所對應的候選目標功率為下一個控制周期增程器的目標輸出功率。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:還包括步驟： e) 整車控制器判斷步驟d)中所確定的目標輸出功率是否在某設定時間內持續小于等 于某一特定值，若否，則將目標輸出功率傳送給増程器控制器;若是，則將停機指令傳送給 増程器控制器，増程器停機。3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于:所述某一特定值為零，特定時間為5s。4. 如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于:所述映射表格中的映射關系由下式 決定：式中，是對應于增程器最大效率曲線的燃油消耗率；表示動力電池 s〇c的變化率。5. 如權利要求4任一項所述的方法，其特征在于：?為整車需求功率、増程器輸出功 率、動力電池當前SoC和環境溫度的函數，或者基于動力電池的等效內阻模型和試驗數據標 定得到。6. 如權利要求4任一項所述的方法，其特征在于：^^為增程器的最佳燃油消耗曲線、輸 出功率和環境溫度的函數，或者臺架實驗標定得到。7. 如權利要求1-3、5-6任一項所述的方法，其特征在于:所述修正后的因子λ(1〇通過PI 控制模塊調整因子λ得到。8. 如權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于:所述下一個控制周期增程器輸出功 率的范圍以0.5kW為間距進行離散。9. 一種增程式電動汽車，其特征在于:使用如權利要求1-8任一項所述的方法。
【專利摘要】本發明提供一種電動汽車增程模式下的能量管理方法，基于最優控制理論中的龐特里亞金極小值原理提出和實現的，以整車燃油消耗最低為優化目標，通過構建系統的Hamiltonian函數，并使函數取值最小確保增程器和動力電池之間具有最佳的功率分配。通過在線更新控制因子，即Hamiltonian函數中的協態變量λ值，實現電量維持控制對行駛工況的適應性。本發明旨在提供一種工程上可行的增程式電動汽車能量管理方法，以解決目前增程式電動汽車工作在增程模式時混合動力系統能效不高、動力電池電量維持控制不能很好地適應行駛工況變化的技術問題。
【IPC分類】B60W10/06, B60W10/30, B60W20/11
【公開號】CN105667499
【申請號】CN201511020923
【發明人】張承寧, 周維, 王志福, 李軍求
【申請人】北京理工大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月30日