混合动力车辆能量优化方法、系统、存储介质及电子设备与流程

专利2023-09-22  36



1.本发明涉及混合动力车辆控制技术领域,特别是涉及一种混合动力车辆能量优化方法、系统、存储介质及电子设备。


背景技术:

2.近年来,随着绿色出行,节能环保概念的推广以及石油能源的危机等,新能源车辆行业得到快速发展。相比于传统车辆,混合动力车辆具有优良的动力性、燃油经济性和排放性能。基于混合动力车辆目前主要依靠优化发动机压缩比、改善供油和点火系统提高发动机效率,进而降低车辆燃油消耗率。但是,采用上述措施降低车辆燃油消耗率会造成整车排放结果恶化,出现爆震、失火等一系列发动机本体故障。


技术实现要素:

3.本发明实施例的目的在于提供一种混合动力车辆能量优化方法、系统、存储介质及电子设备,能够防止因降低车辆燃油消耗率出现发动机故障的问题。具体技术方案如下:
4.本发明提供一种混合动力车辆能量优化方法,包括:
5.根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩;
6.在所述轮边需求扭矩为正时,根据所述车速和发动机速比确定发动机转速;
7.根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件;
8.若达到所述发动机启动条件,则以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数;
9.根据所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,并控制发动机输出所述优化后的发动机扭矩,控制电机输出所述优化后的电机扭矩。
10.可选地,在所述根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件之后,所述方法还包括:
11.若未达到发动机启动条件,则确定所述发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将所述轮边需求扭矩分配给电机。
12.可选地,在所述根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩之后,所述方法还包括:执行步骤a和b中至少一个;
13.步骤a、在所述轮边需求扭矩为0时,发动机和电机均不工作;
14.步骤b、在所述轮边需求扭矩为负时,确定所述发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将所述轮边需求扭矩分配给电机。
15.可选地,所述以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速
比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数,具体包括:
16.根据整车启动功率、发动机功率、负载功率和电池电压确定电池电流,根据所述电池电流和电池总容量确定整车电池电量;
17.根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;其中,所述约束条件为所述整车电池电量不超出预设电量区间,所述目标函数为根据发动机扭矩、所述发动机转速和发动机热值确定燃油消耗量的函数;所述发动机扭矩为发动机扭矩分配系数与发动机最大扭矩的乘积。
18.可选地,
19.所述目标函数的公式如下:
20.fuel=s
eng
(k)*t
eng
(k)/m
21.式中,fuel为燃油消耗量,s
eng
(k)为在时间为k时的发动机转速,t
eng
(k)为在时间为k时的发动机扭矩,m为发动机热值;
22.所述整车电池电量的公式如下:
[0023][0024]
式中,soc(k)为在时间为k时的整车电池电量,soc(k-1)为在时间为k-1时的整车电池电量,i
batt
为电池电流,其中,电池电流为电池功率与电池电压的商,电池功率与负载功率的和等于整车启动功率与发动机功率的差,a为电池总容量。
[0025]
可选地,所述根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数,具体包括:
[0026]
将所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率输入如下公式中,在所述约束条件下采用dpm算法对所述目标函数进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;
[0027]
t
eng
(k)=α
×
t
e_max
,α∈[0,1]
[0028][0029]
式中,t
tot
(k)为在时间为k时的轮边需求扭矩,α为发动机扭矩分配系数,t
e_max
为发动机最大扭矩,t
mot
(k)为在时间为k时的电机扭矩,ratio
gear
为发动机速比,η
eng_gear
为发动机工作效率,ratio
mot
为电机速比,η
mot
为电机工作效率。
[0030]
可选地,
[0031]
所述根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件,具体包括:
[0032]
将所述发动机转速与发动机最小启动转速进行比较;
[0033]
若所述发动机转速小于所述发动机最小启动转速,则未达到发动机启动条件;否则,达到发动机启动条件;
[0034]
所述根据所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩确定优化后的发动机
扭矩和优化后的电机扭矩,具体包括:
[0035]
将所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩的乘积作为优化后的发动机扭矩;
[0036]
将所述轮边需求扭矩与所述优化后的发动机扭矩的差作为优化后的电机扭矩。
[0037]
本发明还提供一种混合动力车辆能量优化系统,包括:
[0038]
轮边需求扭矩计算模块,用于根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩;
[0039]
发动机转速计算模块,用于在所述轮边需求扭矩为正时,根据所述车速和发动机速比确定发动机转速;
[0040]
发动机转速判断模块,用于根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件;
[0041]
扭矩优化模块,用于在达到所述发动机启动条件时,以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数;
[0042]
扭矩控制模块,用于根据所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,并控制发动机输出所述优化后的发动机扭矩,控制电机输出所述优化后的电机扭矩。
[0043]
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现上述的混合动力车辆能量优化方法。
[0044]
本发明还提供一种电子设备,包括:
[0045]
至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;
[0046]
所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行上述的混合动力车辆能量优化方法。
[0047]
本发明实施例提供的一种混合动力车辆能量优化方法、系统、存储介质及电子设备,混合动力车辆能量优化方法在轮边需求扭矩为正时,混合动力车辆处于加速行驶状态,根据发动机转速判断是否达到发动机启动条件,若达到发动机启动条件,则通过优化发动机转矩和电机转矩的方式使车辆燃油消耗最低,本发明采用对发动机的控制优化,而非对发动机本身进行优化的方式,能够避免因优化发动机压缩比、改善供油和点火系统降低车辆燃油消耗率出现爆震、失火等发动机故障的问题;并且本发明考虑了整车电池电量的限制因素,能够增加电池的使用寿命。
[0048]
此外,若未达到发动机启动条件,则将轮边需求扭矩分配给电机,仅启动电机而不启动发动机,相比于未达到发动机启动条件时启动发动机来说,节省了因发动机启动消耗的燃油,优化了混合动力车辆的能量。
[0049]
在轮边需求扭矩为0时,混合动力车辆处于怠速状态或者由加速状态转为减速状态,这时的发动机和电机均不工作有利于降低燃油消耗。
[0050]
在轮边需求扭矩为负时,混合动力车辆处于制动状态,发动机不启动能够降低燃油消耗,并且将轮边需求扭矩分配给电机,保证了能量的回收,进一步优化了混合动力车辆的能量。
[0051]
当然,实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0052]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0053]
图1为本发明实施例提供的一种混合动力车辆能量优化方法流程图;
[0054]
图2为本发明实施例提供的混合动力车辆能量优化过程示意图;
[0055]
图3为本发明实施例提供的一种混合动力车辆能量优化系统结构图;
[0056]
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0057]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0058]
本发明提供一种混合动力车辆能量优化方法,如图1所示,该方法包括:
[0059]
步骤101:根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩。
[0060]
根据车速和车辆行驶工况计算得到的轮边需求扭矩存在正值、0和负值三种情况。若轮边需求扭矩为正时,说明车辆处于加速状态;若轮边需求扭矩为0时,说明车辆处于怠速状态或者由加速状态转为减速状态的瞬时状态;若轮边需求扭矩为负值时,说明车辆处于减速状态。本发明根据轮边需求扭矩分别进行发动机扭矩优化和电机扭矩优化,达到降低混合动力车辆的燃油消耗量的目的。
[0061]
步骤102:在轮边需求扭矩为正时,根据车速和发动机速比确定发动机转速。
[0062]
在轮边需求扭矩为正时,车辆处于加速状态。这时为了对混合动力车辆的能量进行优化,需要通过发动机转速判断启动发动机、启动电机还是发动机和电机同时启动。
[0063]
在步骤102之后,本发明提供的混合动力车辆能量优化方法还包括:执行步骤a和b中至少一个。
[0064]
步骤a、在轮边需求扭矩为0时,发动机和电机均不工作。
[0065]
在轮边需求扭矩为0时,混合动力车辆处于怠速状态或者由加速状态转为减速状态,这时的发动机和电机均不工作有利于降低燃油消耗。
[0066]
步骤b、在轮边需求扭矩为负时,确定发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将轮边需求扭矩分配给电机。
[0067]
在轮边需求扭矩为负时,混合动力车辆处于制动状态,发动机不启动能够降低燃油消耗,并且将轮边需求扭矩分配给电机,保证了能量的回收,进一步优化了混合动力车辆的能量。
[0068]
步骤103:根据发动机转速判断是否达到发动机启动条件。
[0069]
若通过计算得到的发动机转速没有达到发动机启动条件,这时如果启动发动机会造成能量的浪费,因此只需启动电机即可满足当前车辆状态的需求。
[0070]
若通过计算得到的发动机转速达到发动机启动条件,则启动发动机的同时需要判
断是否有必要启动电机,此时需要以发动机扭矩分配系数为变量,调整发动机扭矩和电机扭矩,从而优化混合动力车辆的能量。在对发动机扭矩分配系数优化时,步骤101计算得到的轮边需求扭矩与发动机扭矩分配系数的乘积即为发动机扭矩,发动机扭矩与电机扭矩之和等于轮边需求扭矩。
[0071]
可选地,步骤103,具体包括:
[0072]
将发动机转速与发动机最小启动转速进行比较;若发动机转速小于发动机最小启动转速,则未达到发动机启动条件;否则,达到发动机启动条件。
[0073]
步骤104:若达到发动机启动条件,则以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数。
[0074]
优选地,首先,根据整车启动功率、发动机功率、负载功率和电池电压确定电池电流,根据电池电流和电池总容量确定整车电池电量。
[0075]
然后根据轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的时间为k时的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数。发动机扭矩为发动机扭矩分配系数与发动机最大扭矩的乘积。
[0076]
其中,目标函数为根据发动机扭矩、发动机转速和发动机热值确定燃油消耗量的函数。目标函数的公式如下:
[0077]
fuel=s
eng
(k)*t
eng
(k)/m
[0078]
式中,fuel为燃油消耗量,s
eng
(k)为在时间为k时的发动机转速,t
eng
(k)为在时间为k时的发动机扭矩,m为发动机热值。
[0079]
约束条件为整车电池电量不超出预设电量区间,整车电池电量的公式如下:
[0080][0081]
式中,soc(k)为在时间为k时的整车电池电量,soc(k-1)为在时间为k-1时的整车电池电量,i
batt
为电池电流,其中,电池电流为电池功率与电池电压的商,电池功率与负载功率的和等于整车启动功率与发动机功率的差,a为电池总容量。
[0082]
优选地,根据轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的时间为k时的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数,具体包括:
[0083]
将发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率输入如下公式中,在约束条件下采用dpm算法对目标函数进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;
[0084]
t
eng
(k)=α
×
t
e_max
,α∈[0,1]
[0085][0086]
式中,t
tot
(k)为在时间为k时的轮边需求扭矩,α为发动机扭矩分配系数,t
e_max
为发动机最大扭矩,t
mot
(k)为在时间为k时的电机扭矩,ratio
gear
为发动机速比,η
eng_gear
为发动机工作效率,ratio
mot
为电机速比,η
mot
为电机工作效率。
[0087]
在步骤104之后,本发明提供的混合动力车辆能量优化方法还包括:若未达到发动机启动条件,则确定发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将轮边需求扭矩分配给电机。
[0088]
步骤105:根据优化后的扭矩分配系数和轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,并控制发动机输出优化后的发动机扭矩,控制电机输出优化后的电机扭矩。
[0089]
步骤105,具体包括:
[0090]
将优化后的扭矩分配系数和轮边需求扭矩的乘积作为优化后的发动机扭矩;将轮边需求扭矩与优化后的发动机扭矩的差作为优化后的电机扭矩。
[0091]
作为一种实施例,本发明基于单电机amt变速箱的混合动力汽车进行能量优化。单电机amt变速箱混合动力汽车的动力系统主要有发动机、电机电池、电机,在不同的工作模式下,根据整车需求功率,电机可进行单独驱动,或进行联合驱动,或电机进行制动,不同的工作模式下,发动机的燃油消耗率和电池对电量损失并不相同,同时需要考虑整车电池的使用寿命,对整车电池电量进行相应的限制,再考虑以上条件的基础上使用dpm算法对能量进行优化,最大程度降低整车燃油消耗率。
[0092]
本发明根据单电机amt变速箱的混合动力汽车,建立的变速箱档位模型如下:
[0093]
gear(k)=gear(k-1)+gearselect or(k)
[0094]
gearselector(k)={-1,0,1}
[0095]
式中,gear(k)为在时间为k时的变速箱档位,gear(k-1)为在时间为k-1时的变速箱档位,gearselect or(k)为在时间为k时的变速箱档位选择。
[0096]
建立的整车驱动模型如下:
[0097][0098]
式中,t
tot
(k)为在时间为k时的轮边需求扭矩,t
eng_loss
为发动机扭矩损失,ratio
gear
为发动机速比,t
mot_loss
为电机扭矩损失,ratio
mot
为电机速比,η
eng_gear
为发动机工作效率,η
mot
为电机工作效率,t
eg
为变速箱扭矩损失,tv为根据滑行阻力计算的轮边扭矩。
[0099]
建立的发动机扭矩模型如下:
[0100]
t
eng
(k)=α
×
t
e_max
,α∈[0,1]
[0101]
建立的电机扭矩模型如下:
[0102][0103]
式中,t
eng
(k)为在时间为k时的发动机扭矩,α为发动机扭矩分配系数,t
e_max
为发动机最大扭矩,t
mot
(k)为在时间为k时的电机扭矩,ratio
gear
为发动机速比,η
eng_gear
为发动机工作效率,ratio
mot
为电机速比,η
mot
为电机工作效率。
[0104]
其中,
[0105]
t
tot
(k)=t
eng
(k)+t
mot
(k)
[0106]
t
eng
(k)=α
×
t
e_max
,α∈[0,1]
[0107]
根据轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效
率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数fuel=s
eng
(k)*t
eng
(k)/m的t
eng
(k)进行求解,得到优化后的扭矩分配系数α。
[0108]
如图2所示,本发明基于单电机amt变速箱的混合动力汽车能量优化过程具体为:工况输入后,根据工况和车速反算得到总扭矩需求(轮边需求扭矩),将扭矩分配至发动机得到发动机扭矩,将扭矩分配给电机得到电机扭矩;发动机扭矩对应于机械档位瞬时扭矩,电机扭矩对应于hl档瞬时扭矩,从工况输入开始获得起始soc(初始整车电池电量),在得到机械档位瞬时扭矩和hl档瞬时扭矩时获得终止soc(优化后的整车电池电量),从而使总燃油消耗最小化。tcu换挡线对应于发动机的档位选择,影响机械档位瞬时扭矩;hl换挡线对应于电机的档位选择,影响hl档瞬时扭矩。
[0109]
本发明提供一种混合动力车辆能量优化系统,如图3所示,该系统包括:
[0110]
轮边需求扭矩计算模块301,用于根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩。
[0111]
发动机转速计算模块302,用于在轮边需求扭矩为正时,根据车速和发动机速比确定发动机转速。
[0112]
发动机转速判断模块303,用于根据发动机转速判断是否达到发动机启动条件。
[0113]
发动机转速判断模块303,具体包括:
[0114]
比较单元,用于将发动机转速与发动机最小启动转速进行比较;
[0115]
发动机转速判断单元,用于在发动机转速小于发动机最小启动转速,确定未达到发动机启动条件;否则,确定达到发动机启动条件。
[0116]
扭矩优化模块304,用于在达到发动机启动条件时,以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数。
[0117]
扭矩优化模块304,具体包括:
[0118]
整车电池电量确定单元,用于根据整车启动功率、发动机功率、负载功率和电池电压确定电池电流,根据电池电流和电池总容量确定整车电池电量;
[0119]
扭矩优化单元,用于根据轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的时间为k时的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;其中,约束条件为整车电池电量不超出预设电量区间,目标函数为根据发动机扭矩、发动机转速和发动机热值确定燃油消耗量的函数;发动机扭矩为发动机扭矩分配系数与发动机最大扭矩的乘积。
[0120]
目标函数的公式如下:
[0121]
fuel=s
eng
(k)*t
eng
(k)/m
[0122]
式中,fuel为燃油消耗量,s
eng
(k)为在时间为k时的发动机转速,t
eng
(k)为在时间为k时的发动机扭矩,m为发动机热值;
[0123]
整车电池电量的公式如下:
[0124][0125]
式中,soc(k)为在时间为k时的整车电池电量,soc(k-1)为在时间为k-1时的整车电池电量,i
batt
为电池电流,其中,电池电流为电池功率与电池电压的商,电池功率与负载功率的和等于整车启动功率与发动机功率的差,a为电池总容量。
[0126]
扭矩优化单元,具体包括:
[0127]
扭矩优化子单元,用于将轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率输入如下公式中,在约束条件下采用dpm算法对目标函数进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;
[0128]
t
eng
(k)=α
×
t
e_max
,α∈[0,1]
[0129][0130]
式中,t
tot
(k)为在时间为k时的轮边需求扭矩,α为发动机扭矩分配系数,t
e_max
为发动机最大扭矩,t
mot
(k)为在时间为k时的电机扭矩,ratio
gear
为发动机速比,η
eng_gear
为发动机工作效率,ratio
mot
为电机速比,η
mot
为电机工作效率。
[0131]
扭矩控制模块305,用于根据优化后的扭矩分配系数和轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,并控制发动机输出优化后的发动机扭矩,控制电机输出优化后的电机扭矩。
[0132]
扭矩控制模块305,具体包括:
[0133]
优化后的发动机扭矩确定单元,用于将优化后的扭矩分配系数和轮边需求扭矩的乘积作为优化后的发动机扭矩;
[0134]
优化后的电机扭矩确定单元,用于将轮边需求扭矩与优化后的发动机扭矩的差作为优化后的电机扭矩。
[0135]
混合动力车辆能量优化系统还包括:
[0136]
未达到发动机启动条件执行模块,用于在未达到发动机启动条件时,确定发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将轮边需求扭矩分配给电机。
[0137]
发动机和电机不工作控制模块,用于在轮边需求扭矩为0时,发动机和电机均不工作。
[0138]
发动机不启动控制模块,用于在轮边需求扭矩为负时,确定发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将轮边需求扭矩分配给电机。
[0139]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现混合动力车辆能量优化方法。
[0140]
本发明实施例提供了一种电子设备,如图4所示,电子设备40包括至少一个处理器401、以及与处理器401连接的至少一个存储器402、总线403;其中,处理器401、存储器402通过总线403完成相互间的通信;处理器401用于调用存储器402中的程序指令,以执行上述的混合动力车辆能量优化方法。本文中的电子设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
[0141]
本技术还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有上述的混合动力车辆能量优化方法包括的步骤的程序。
[0142]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或
方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0143]
在一个典型的配置中,设备包括一个或多个处理器(cpu)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。
[0144]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(rom)或闪存(flash ram),存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
[0145]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
[0146]
本领域技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0147]
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0148]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0149]
以上仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征:
1.一种混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,包括:根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩;在所述轮边需求扭矩为正时,根据所述车速和发动机速比确定发动机转速;根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件;若达到所述发动机启动条件,则以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数;根据所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,并控制发动机输出所述优化后的发动机扭矩,控制电机输出所述优化后的电机扭矩。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,在所述根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件之后,所述方法还包括:若未达到发动机启动条件,则确定所述发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将所述轮边需求扭矩分配给电机。3.根据权利要求1所述的混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,在所述根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩之后,所述方法还包括:执行步骤a和b中至少一个;步骤a、在所述轮边需求扭矩为0时,发动机和电机均不工作;步骤b、在所述轮边需求扭矩为负时,确定所述发动机扭矩分配系数为0,发动机不启动,将所述轮边需求扭矩分配给电机。4.根据权利要求1-3任一项所述的混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,所述以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数,具体包括:根据整车启动功率、发动机功率、负载功率和电池电压确定电池电流,根据所述电池电流和电池总容量确定整车电池电量;根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;其中,所述约束条件为所述整车电池电量不超出预设电量区间,所述目标函数为根据发动机扭矩、所述发动机转速和发动机热值确定燃油消耗量的函数;所述发动机扭矩为发动机扭矩分配系数与发动机最大扭矩的乘积。5.根据权利要求4所述的混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,所述目标函数的公式如下:fuel=s
eng
(k)*t
eng
(k)/m式中,fuel为燃油消耗量,s
eng
(k)为在时间为k时的发动机转速,t
eng
(k)为在时间为k时的发动机扭矩,m为发动机热值;所述整车电池电量的公式如下:
式中,soc(k)为在时间为k时的整车电池电量,soc(k-1)为在时间为k-1时的整车电池电量,i
batt
为电池电流,其中,电池电流为电池功率与电池电压的商,电池功率与负载功率的和等于整车启动功率与发动机功率的差,a为电池总容量。6.根据权利要求5所述的混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,所述根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,在约束条件下采用优化算法以燃油消耗量最小为优化目标对目标函数的发动机扭矩进行求解,得到优化后的扭矩分配系数,具体包括:将所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率输入如下公式中,在所述约束条件下采用dpm算法对所述目标函数进行求解,得到优化后的扭矩分配系数;t
eng
(k)=α
×
t
e_max
,α∈[0,1]式中,t
tot
(k)为在时间为k时的轮边需求扭矩,α为发动机扭矩分配系数,t
e_max
为发动机最大扭矩,t
mot
(k)为在时间为k时的电机扭矩,ratio
gear
为发动机速比,η
eng_gear
为发动机工作效率,ratio
mot
为电机速比,η
mot
为电机工作效率。7.根据权利要求1所述的混合动力车辆能量优化方法,其特征在于,所述根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件,具体包括:将所述发动机转速与发动机最小启动转速进行比较;若所述发动机转速小于所述发动机最小启动转速,则未达到发动机启动条件;否则,达到发动机启动条件;所述根据所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,具体包括:将所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩的乘积作为优化后的发动机扭矩;将所述轮边需求扭矩与所述优化后的发动机扭矩的差作为优化后的电机扭矩。8.一种混合动力车辆能量优化系统,其特征在于,包括:轮边需求扭矩计算模块,用于根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩;发动机转速计算模块,用于在所述轮边需求扭矩为正时,根据所述车速和发动机速比确定发动机转速;发动机转速判断模块,用于根据所述发动机转速判断是否达到发动机启动条件;扭矩优化模块,用于在达到所述发动机启动条件时,以最小化混合动力车辆燃油消耗为目标,以整车电池电量不超出预设电量范围为约束,根据所述轮边需求扭矩、发动机扭矩最大值、所述发动机速比、电机速比、发动机的工作效率和电机的工作效率,对发动机扭矩分配系数进行优化,得到优化后的扭矩分配系数;扭矩控制模块,用于根据所述优化后的扭矩分配系数和所述轮边需求扭矩确定优化后的发动机扭矩和优化后的电机扭矩,并控制发动机输出所述优化后的发动机扭矩,控制电机输出所述优化后的电机扭矩。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的混合动力车辆能量优化方法。10.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线;所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信;所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令,以执行权利要求1-7任一项所述的混合动力车辆能量优化方法。

技术总结
本发明实施例提供了一种混合动力车辆能量优化方法、系统、存储介质及电子设备。其中,方法包括:根据车速和车辆行驶工况确定轮边需求扭矩;在轮边需求扭矩为正时,根据车速和发动机速比确定发动机转速;根据发动机转速判断是否达到发动机启动条件;若达到发动机启动条件,则通过优化发动机转矩和电机转矩的方式使车辆燃油消耗最低。本发明能够避免因优化发动机压缩比、改善供油和点火系统降低车辆燃油消耗率出现爆震、失火等发动机故障的问题,并且考虑了整车电池电量的限制因素,能够增加电池的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。


技术研发人员:刘冬 毛俊培 陈昌生 陈权 凌宪政
受保护的技术使用者:上海汽车集团股份有限公司
技术研发日:2021.06.09
技术公布日:2022/12/8
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