CN107672583A - 车辆能量管理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

车辆能量管理方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明适用控制技术领域，提供了一种车辆能量管理方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：首先检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案，检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作，从而在减少计算量的同时，提高了应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。

Description

车辆能量管理方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明属于控制技术领域，尤其涉及一种车辆能量管理方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
由于混合动力汽车使用两个以上的动力源，其能量管理对节能驾驶尤为重要。目前，主要有两大类型的混合动力汽车能量管理策略：第一类是基于启发式概念的能量管理策略，第二类是基于最优控制理论的能量管理策略。前者出现在早期的混合动力汽车研究中，目前，市场上大部分混合动力汽车都采用这一类的能量管理策略。这类策略在其实现上相对简单，但应用这类策略时，混合动力汽车的燃油经济性很难达到最优化的目标，在车辆节能方面还有一定的提升空间。因此，人们开始对基于最优控制理论的能量管理策略进行研究。
庞特里亚金最小值原理是目前最具有发展潜力的、适用于混合动力汽车能量管理的最优控制理论。这一理论以实时提供最优化的必要条件的方式对混合动力汽车进行能量管理，具有充分的可实现性。然而，对车辆处理器的要求高(计算量大)、需要预先得知未来行驶工况信息等特征给庞特里亚金最小值原理的实际应用带来了困难。在利用庞特里亚金最小值原理建立混合动力汽车能量管理策略时，通常是针对几个典型的行驶工况评价其能量管理效果。但在实际中，车辆的行驶工况一般不是事先确定的，因此，上述结果只能作为参考。
为了克服计算负荷的问题，有人在应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时采用了数据表。这些数据表是通过事先对所有可能的驾驶情况应用庞特里亚金最小值原理，并进行计算机仿真来获取的。这种方法需要庞大的数据表，因为反映混合动力汽车驾驶情况的参数有多种，而数据表必须反映这些参数的全部组合。因此，这种方法需要一个大容量存储器。此外，这种方法会在接收数据表的输入信号和执行对应的输出信号之间产生延时，这会影响混合动力能量管理的结果。另外，有人将庞特里亚金最小值原理应用于混合动力车辆的能量管理时，为了缩短计算时间，提出了一种新的分段线性接近法。然而，由于使用了接近法，这种方法的能量管理结果有可能相对真实的结果产生偏差。除此之外，这种方法也存在上述的延时问题。
目前，在应用庞特里亚金最小值原理进行混合动力能量管理时，车辆的未来工况信息需要事先给定，用于控制参数的确定。但在实际中，车辆的行驶工况不是事先确定的，而是根据周围交通状况随时变化的。因此，在很多方案中，车辆的行驶工况是以一定的间隔来预测并更新的。预测未来行驶工况的方法大致有两种：一种是基于过去驾驶信息的方法，另一种是利用遥感技术(全球定位系统、智能交通系统等)的方法。第一种方法包括多种可行的方法，其中最典型的是模式识别方法。该方法定期根据过去驾驶的特征参数值，从代表工况库中选取一个代表工况作为新的未来工况。模式识别方法的缺点是其可靠度和精确度依赖于代表工况以及特征参数的数量。目前，对全球定位系统、智能交通系统等遥感技术的研究非常活跃。然而，利用遥感技术的车辆未来工况预测方法尚未成熟，还需要进一步发展。只有在获取有效的信息并快速响应的情况下，这一方法才能成为最佳解决方案。
综上所述，现有方案在应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时，存在计算量大、需要大容量存储器、且需要精确控制延时与偏差、可靠度和精确度需要依赖大量的参数等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆能量管理方法、装置、设备及存储介质，旨在解决由于现有技术在应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时计算量大、精确度不高，导致能量管理效率低下的问题。
一方面，本发明提供了一种车辆能量管理方法，所述方法包括下述步骤：
检测车辆是否处于停车状态，当检测到所述车辆处于停车状态时，获取预先为所述车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数；
根据所述参考工况信息和所述控制参数，获取所述车辆的下一个行驶路段的能量管理方案；
检测所述车辆是否处于行驶状态，当检测到所述车辆处于行驶状态时，根据所述能量管理方案，在所述下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
另一方面，本发明提供了一种车辆能量管理装置，所述装置包括：
信息获取单元，用于检测车辆是否处于停车状态，当检测到所述车辆处于停车状态时，获取预先为所述车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数；
方案获取单元，用于根据所述参考工况信息和所述控制参数，获取所述车辆的下一个行驶路段的能量管理方案；以及
方案执行单元，用于检测所述车辆是否处于行驶状态，当检测到所述车辆处于行驶状态时，根据所述能量管理方案，在所述下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
另一方面，本发明还提供了一种车辆能量管理设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述车辆能量管理方法的步骤。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述车辆能量管理方法的步骤。
本发明首先检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案，检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作，从而在减少计算量的同时，提高了应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的车辆能量管理方法的实现流程图；
图2是本发明实施例二提供的车辆能量管理方法的实现流程图；
图3是本发明实施例三提供的车辆能量管理装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四提供的车辆能量管理装置的结构示意图；以及
图5是本发明实施例五提供的车辆能量管理设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1示出了本发明实施例一提供的车辆能量管理方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S101中，检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数。
本发明实施例适用于小汽车、公交车等交通车辆，优选地，适用于具有混合动力系统的车辆，例如，串联式、并联式、复合式、插电式和普通式混合动力系统，以方便进行车辆的能量管理。在本发明实施例中，参考工况为采用距离基准的参考工况，车辆预先设置了固定的行驶路线，例如，公交路线、班车路线等，在本发明的使用过程中，首先检测车辆是否处于停车状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，以用于后续的优化计算。优选地，当检测到车辆处于停车状态时，利用车辆的停留时间将前一个行驶路段的能量管理计算结果移除，从而减少了数据存储量，避免能量管理过程对大容量存储器的依赖，降低了计算结果的存储成本。
在步骤S102中，根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案。
在本发明实施例中，能量管理方案中包括动力源控制参数，例如，电池的动力源控制参数为电流，发动机的动力源控制参数为节气阀的开度，燃料电池系统的动力源控制参数为DCDC电流等。优选地，在获取到参考工况信息和相应的控制参数之后，首先根据参考工况信息获取下一个行驶路段，然后根据参考工况信息和控制参数，基于庞特里亚金最小值原理计算车辆在下一个行驶路段的能量管理方案，从而在车辆停留时间计算得到下一个行驶路段的能量管理方案，减少了计算量，同时提高了能量管理过程中控制延时与偏差的精确度。
在步骤S103中，检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在车辆下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
在本发明实施例中，计算得到车辆在下一个行驶路段的能量管理方案之后，首先检测车辆是否处于行驶状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据在车辆停留时间计算得到的能量管理方案，在车辆的行驶过程中的相应的位置，向车辆混合动力系统的动力源发出相应的控制信号，控制动力源执行对应的能量管理操作，从而提高了对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
在本发明实施例中，首先检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，然后根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案，最后检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在车辆的下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作，从而在减少计算量的同时，提高了应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
实施例二：
图2示出了本发明实施例二提供的车辆能量管理方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S201中，根据车辆的历史行驶数据，以车辆的停留位置为分段位置对车辆的行驶线路进行分段，得到以停留位置为分段位置的行驶路段。
本发明实施例适用于小汽车、公交车等交通车辆，优选地，适用于具有混合动力系统的车辆，例如，串联式、并联式、复合式、插电式和普通式混合动力系统，以方便进行车辆的能量管理。在本发明实施例中，车辆预先设置了固定的行驶路线，例如，公交路线、班车路线等，首先获取车辆的历史行驶数据，然后根据车辆的历史行驶数据，获取车辆的停留位置，最后以车辆的停留位置为分段位置对整个行驶线路进行分段，得到以停留位置为分段位置的行驶路段，提高了以停留位置为分段位置的行驶路段的准确性。
在步骤S202中，获取对行驶路段进行划分的预设距离，根据预设距离对行驶路段进行划分，记录划分得到的划分位置点。
在步骤S203中，根据车辆的历史行驶数据获取划分位置点的速度，根据停留位置、划分位置点和划分位置点的速度生成参考工况信息。
在本发明实施例中，预先设置了对每个行驶路段进行划分的距离，具体地，这个距离可以根据用户对能量管理的精确度需求进行设置，例如，5米、10米、15米等。在得到以停留位置为分段位置的行驶路段之后，首先获取对行驶路段进行划分的预设距离，然后根据这个预设距离对行驶路段进行划分，记录划分得到的划分位置点，并根据车辆的历史行驶数据获取划分位置点的速度，最后根据停留位置、划分位置点和划分位置点的速度生成参考工况信息。优选地，在获取划分位置点的速度时，采用平均值、均方根或者其复合方式进行速度的计算，从而提高了获取划分位置点速度的准确性，进而提高了生成参考工况信息的准确性。
在步骤S204中，获取控制参数的初始值以及车辆的电池SOC轨迹，根据车辆的停留位置，从电池SOC轨迹中获取停留位置的电池SOC值，将获取的电池SOC值设置为电池SOC值的参考值。
在本发明实施例中，首先通过计算机仿真的方式，获取控制参数的初始值以及车辆的电池SOC轨迹，然后根据车辆的停留位置，从电池SOC轨迹中获取停留位置的电池SOC值，将获取的电池SOC值设置为电池SOC值的参考值，从而方便后续的电池SOC值的比较。
优选地，在获取控制参数的初始值时，电池SOC值满足预设的SOC约束条件，即电池的最终SOC值等于初始SOC值，从而提高了获取控制参数初始值的准确性。
在步骤S205中，检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取车辆在停车时的电池SOC值和对应的参考值的偏差，更新控制参数。
在本发明实施例中，由于实际工况较参考工况存在一定的偏差，按照提前利用参考工况信息计算的能量管理结果执行，将导致在车辆的停留位置实际电池SOC值也较电池SOC值的参考值发生偏差，因此，首先检测车辆是否处于停车状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，利用车辆在停车时的实际电池SOC值和电池SOC值的参考值之间的偏差，在当前停留位置更新控制参数。
优选地，在更新控制参数时，采用根据电池SOC值的偏差对控制参数进行更新。优选地，根据公式pupdated＝pprevious+α·(SOCreal-SOCreference)在车辆当前停留位置对控制参数进行更新，其中，pupdated是更新后的控制参数，pprevious是更新前的控制参数，SOCreal是实际的电池SOC值，SOCreference是对应的参考SOC值，α是调整参数，从而提高车辆控制参数的精确性。
在步骤S206中，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数。
在本发明实施例中，对控制参数进行更新后，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，以用于后续的优化计算。优选地，对控制参数进行更新后，利用车辆的停留时间将前一个行驶路段的能量管理计算结果移除，从而减少了数据存储量，避免了能量管理过程对大容量存储器的依赖，降低了计算结果的存储成本。
在步骤S207中，根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案。
在本发明实施例中，能量管理方案中包括动力源控制参数，例如，电池的动力源控制参数为电流，发动机的动力源控制参数为节气阀的开度，燃料电池系统的动力源控制参数为DCDC电流等。优选地，在获取到参考工况信息和相应的控制参数之后，首先根据参考工况信息获取下一个行驶路段，然后根据参考工况信息和控制参数，基于庞特里亚金最小值原理计算车辆在下一个行驶路段的能量管理方案，从而在车辆停留时间计算得到下一个行驶路段的能量管理方案，同时减少了计算量，提高了能量管理过程中控制延时与偏差的精确度。
优选地，在获取下一个行驶路段的能量管理方案时，首先获取车辆的混合动力系统的状态方程和汉密尔顿函数H(x(t),u(t),p(t),t)＝g(x(t),u(t),t)+p(t)[a(x(t),u(t),t)]，然后根据预设的最优控制变量的选择条件将控制变量中使汉密尔顿函数最小的控制变量设置为最优控制变量，根据最优控制变量生成下一个行驶路段的能量管理方案，其中，g为控制目标，控制目标表示混合动力车辆的燃油消耗率，p为控制参数，t表示时间，x为车辆的电池SOC值，u为控制变量，控制变量表示混合动力系统中一个动力源的动力，p*为最优控制参数，x*为电池的最优SOC值，u*为最优控制变量。
在步骤S208中，检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在车辆下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
在本发明实施例中，计算得到车辆在下一个行驶路段的能量管理方案之后，首先检测车辆是否处于行驶状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据在车辆停留时间计算得到的能量管理方案，在车辆的行驶过程中的相应的位置，向车辆混合动力系统的动力源发出相应的控制信号，控制动力源执行对应的能量管理操作，从而提高了对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
实施例三：
图3示出了本发明实施例三提供的车辆能量管理装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：
信息获取单元31，用于检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数。
在本发明实施例中，参考工况为采用距离基准的参考工况，车辆预先设置了固定的行驶路线，例如，公交路线、班车路线，在本发明的使用过程中，首先检测车辆是否处于停车状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，信息获取单元31获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，以用于后续的优化计算。优选地，当检测到车辆处于停车状态时，利用车辆的停留时间将前一个行驶路段的能量管理计算结果移除，从而减少了数据存储量，避免能量管理过程对大容量存储器的依赖，降低了计算结果的存储成本。
方案获取单元32，用于根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案。
在本发明实施例中，能量管理方案中包括动力源控制参数，例如，电池的动力源控制参数为电流，发动机的动力源控制参数为节气阀的开度，燃料电池系统的动力源控制参数为DCDC电流等。优选地，在获取到参考工况信息和相应的控制参数之后，方案获取单元32首先根据参考工况信息获取下一个行驶路段，然后根据参考工况信息和控制参数，基于庞特里亚金最小值原理计算车辆在下一个行驶路段的能量管理方案，从而在车辆停留时间计算得到下一个行驶路段的能量管理方案，减少了计算量，同时提高了能量管理过程中控制延时与偏差的精确度。
方案执行单元33，用于检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在车辆下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
在本发明实施例中，计算得到车辆在下一个行驶路段的能量管理方案之后，方案执行单元33首先检测车辆是否处于行驶状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据在车辆停留时间计算得到的能量管理方案，在车辆的行驶过程中的相应的位置，向车辆混合动力系统的动力源发出相应的控制信号，控制动力源执行对应的能量管理操作，从而提高了对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
在本发明实施例中，首先检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，信息获取单元31获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，然后方案获取单元32根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案，最后检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，方案执行单元33根据能量管理方案，在车辆的下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作，从而在减少计算量的同时，提高了应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
在本发明实施例中，车辆能量管理装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。
实施例四：
图4示出了本发明实施例四提供的车辆能量管理装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：
路段分割单元41，用于根据车辆的历史行驶数据，以车辆的停留位置为分段位置对车辆的行驶线路进行分段，得到以停留位置为分段位置的行驶路段。
在本发明实施例中，车辆预先设置了固定的行驶路线，例如，公交路线、班车路线等，首先获取车辆的历史行驶数据，然后路段分割单元41根据车辆的历史行驶数据，获取车辆的停留位置，最后以车辆的停留位置为分段位置对整个行驶线路进行分段，得到以停留位置为分段位置的行驶路段。
位置点划分单元42，用于获取对行驶路段进行划分的预设距离，根据预设距离对行驶路段进行划分，记录划分得到的划分位置点。
工况生成单元43，用于根据车辆的历史行驶数据获取划分位置点的速度，根据停留位置、划分位置点和划分位置点的速度生成参考工况信息。
在本发明实施例中，预先设置了对每个行驶路段进行划分的距离，具体地，这个距离可以根据用户对能量管理的精确度需求进行设置，例如，5米、10米、15米等。在得到以停留位置为分段位置的行驶路段之后，首先位置点划分单元42获取对行驶路段进行划分的预设距离，然后根据这个预设距离对行驶路段进行划分，记录划分得到的划分位置点，并根据车辆的历史行驶数据获取划分位置点的速度，最后工况生成单元43根据停留位置、划分位置点和划分位置点的速度生成参考工况信息。优选地，在获取划分位置点的速度时，采用平均值、均方根或者其复合方式进行速度的计算，从而提高了获取划分位置点速度的准确性，进而提高了生成参考工况信息的准确性。
初始值设置单元44，用于获取控制参数的初始值以及车辆的电池SOC轨迹，据车辆的停留位置，从电池SOC的轨迹中获取停留位置的电池SOC值，将获取的电池SOC值设置为电池SOC值的参考值。
在本发明实施例中，初始值设置单元44首先通过计算机仿真的方式，获取控制参数的初始值以及车辆的电池SOC轨迹，然后根据车辆的停留位置，从电池SOC轨迹中获取停留位置的电池SOC值，将获取的电池SOC值设置为电池SOC值的参考值，从而方便后续的电池SOC值的比较。
优选地，在获取控制参数的初始值时，电池SOC值满足预设的SOC约束条件，即电池的最终SOC值等于初始SOC值，从而提高了获取控制参数初始值的准确性。
信息获取单元45，用于检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数。
在本发明实施例中，首先检测车辆是否处于停车状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，信息获取单元45获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，以用于后续的优化计算。优选地，当检测到车辆处于停车状态时，利用车辆的停留时间将前一个行驶路段的能量管理计算结果移除，从而减少了数据存储量，避免了能量管理过程对大容量存储器的依赖，降低了计算结果的存储成本。
在本发明实施例中，由于实际工况较参考工况存在一定的偏差，按照提前利用参考工况信息计算的能量管理结果执行，将导致在车辆的停留位置实际电池SOC值也较参考电池SOC值发生偏差，因此，优选地，当检测到车辆处于停车状态时，利用车辆在停车时的实际电池SOC值和电池SOC值的参考值之间的偏差，在当前停留位置更新控制参数。
进一步优选地，在更新控制参数时，采用根据电池SOC值的偏差对控制参数进行更新。优选地，根据公式pupdated＝pprevious+α·(SOCreal-SOCreference)在车辆当前停留位置对控制参数进行更新，其中，pupdated是更新后的控制参数，pprevious是更新前的控制参数，SOCreal是实际的电池SOC值，SOCreference是对应的参考SOC值，α是调整参数，从而提高车辆控制参数的精确性。
方案获取单元46，用于根据参考工况信息和控制参数，获取下一个行驶路段的能量管理方案。
在本发明实施例中，能量管理方案中包括动力源控制参数，例如，电池的动力源控制参数为电流，发动机的动力源控制参数为节气阀的开度，燃料电池系统的动力源控制参数为DCDC电流等。优选地，在获取到参考工况信息和相应的控制参数之后，方案获取单元46首先根据参考工况信息获取下一个行驶路段，然后根据参考工况信息和控制参数，基于庞特里亚金最小值原理计算车辆在下一个行驶路段的能量管理方案，从而在车辆停留时间计算得到下一个行驶路段的能量管理方案，同时减少了计算量，提高了能量管理过程中控制延时与偏差的精确度。
优选地，在获取下一个行驶路段的能量管理方案时，首先获取车辆的混合动力系统的状态方程和汉密尔顿函数H(x(t),u(t),p(t),t)＝g(x(t),u(t),t)+p(t)[a(x(t),u(t),t)]，然后根据预设的最优控制变量的选择条件将控制变量中使汉密尔顿函数最小的控制变量设置为最优控制变量，根据最优控制变量生成下一个行驶路段的能量管理方案，其中，g为控制目标，控制目标表示混合动力车辆的燃油消耗率，p为控制参数，t表示时间，x为车辆的电池SOC值，u为控制变量，控制变量表示混合动力系统中一个动力源的动力，p*为最优控制参数，x*为电池的最优SOC值，u*为最优控制变量。
方案执行单元47，用于检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在车辆下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
在本发明实施例中，计算得到车辆在下一个行驶路段的能量管理方案之后，首先检测车辆是否处于行驶状态，具体地，可以根据车轮的转速确认车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据在车辆停留时间计算得到的能量管理方案，在车辆的行驶过程中的相应的位置，向车辆混合动力系统的动力源发出相应的控制信号，控制动力源执行对应的能量管理操作，从而在减少计算量的同时，提高了应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量的管理效率。
因此，优选地，该方案获取单元46包括：
公式获取单元461，用于获取车辆的混合动力系统的状态方程和汉密尔顿函数H(x(t),u(t),p(t),t)＝g(x(t),u(t),t)+p(t)[a(x(t),u(t),t)]，g为控制目标，控制目标表示混合动力车辆的燃油消耗率，p为控制参数，t表示时间，x为车辆的电池SOC值，u为控制变量，控制变量表示混合动力系统中一个动力源的动力；以及
方案生成单元462，用于根据预设的最优控制变量的选择条件将控制变量中使汉密尔顿函数最小的控制变量设置为最优控制变量，根据最优控制变量生成下一个行驶路段的能量管理方案，p*为最优控制参数，x*为电池的最优SOC值，u*为最优控制变量。
优选地，该装置还包括：
参数更新单元48，用于获取车辆在停车时的电池SOC值和参考值的偏差，更新控制参数。
在本发明实施例中，车辆能量管理装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。
实施例五：
图5示出了本发明实施例五提供的车辆能量管理设备的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例的车辆能量管理设备5包括处理器50、存储器51以及存储在存储器51中并可在处理器50上运行的计算机程序52。该处理器50执行计算机程序52时实现上述各个车辆能量管理方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103、图2所示的步骤S201至S208。或者，处理器50执行计算机程序52时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图3所示单元31至33、图4所示单元41至48的功能。
在本发明实施例中，该处理器50执行计算机程序52时实现上述各个车辆能量管理方法实施例中的步骤时，首先检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案，检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作，从而实现在减少计算量的同时，提高了在应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量管理效率。该车辆能量管理设备5中处理器50在执行计算机程序52时实现的步骤具体可参考实施例一中方法的描述，在此不再赘述。
实施例六：
在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各个车辆能量管理方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤S101至S103、图2所示的步骤S201至S208。或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图3所示单元31至33、图4所示单元41至48的功能。
在本发明实施例中，首先检测车辆是否处于停车状态，当检测到车辆处于停车状态时，获取预先为车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数，根据参考工况信息和控制参数，获取车辆的下一个行驶路段的能量管理方案，检测车辆是否处于行驶状态，当检测到车辆处于行驶状态时，根据能量管理方案，在下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作，从而实现在减少计算量的同时，提高了在应用庞特里亚金最小值原理对混合动力车辆进行能量管理时的精确度，进而提高了车辆能量管理效率。该计算机程序被处理器执行时实现的车辆能量管理方法进一步可参考前述方法实施例中步骤的描述，在此不再赘述。
本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆能量管理方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
检测车辆是否处于停车状态，当检测到所述车辆处于停车状态时，获取预先为所述车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数；
根据所述参考工况信息和所述控制参数，获取所述车辆的下一个行驶路段的能量管理方案；
检测所述车辆是否处于行驶状态，当检测到所述车辆处于行驶状态时，根据所述能量管理方案，在所述下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测车辆是否处于停车状态的步骤之前，所述方法还包括：
根据所述车辆的历史行驶数据，以所述车辆的停留位置为分段位置对所述车辆的行驶线路进行分段，得到以所述停留位置为分段位置的行驶路段；
获取对所述行驶路段进行划分的预设距离，根据所述预设距离对所述行驶路段进行划分，记录所述划分得到的划分位置点；
根据所述车辆的历史行驶数据获取所述划分位置点的速度，根据所述停留位置、所述划分位置点和所述划分位置点的速度生成所述参考工况信息；
获取所述控制参数的初始值以及所述车辆的电池SOC轨迹，根据所述车辆的停留位置，从所述电池SOC轨迹中获取所述停留位置的电池SOC值，将所述获取的电池SOC值设置为电池SOC值的参考值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当检测到所述车辆处于停车状态时，所述方法还包括：
获取所述车辆在停车时的电池SOC值和所述参考值的偏差，更新所述控制参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述车辆的下一个行驶路段的能量管理方案的步骤，包括：
获取所述车辆混合动力系统的状态方程和汉密尔顿函数H(x(t),u(t),p(t),t)＝g(x(t),u(t),t)+p(t)[a(x(t),u(t),t)]，所述g为控制目标，所述控制目标表示混合动力车辆的燃油消耗率，所述p为控制参数，所述t表示时间，所述x为所述车辆的电池SOC值，所述u为控制变量，所述控制变量表示混合动力系统中一个动力源的动力；
根据预设的最优控制变量的选择条件
将所述控制变量中使所述汉密尔顿函数最小的控制变量设置为最优控制变量，根据所述最优控制变量生成所述下一个行驶路段的能量管理方案，所述p*为最优控制参数，所述x*为电池的最优SOC值，所述u*为最优控制变量。
5.一种车辆能量管理装置，其特征在于，所述装置包括：
信息获取单元，用于检测车辆是否处于停车状态，当检测到所述车辆处于停车状态时，获取预先为所述车辆确定的参考工况信息和相应的控制参数；
方案获取单元，用于根据所述参考工况信息和所述控制参数，获取所述车辆的下一个行驶路段的能量管理方案；以及
方案执行单元，用于检测所述车辆是否处于行驶状态，当检测到所述车辆处于行驶状态时，根据所述能量管理方案，在所述下一个行驶路段的预设位置执行对应的管理操作。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
路段分割单元，用于根据所述车辆的历史行驶数据，以所述车辆的停留位置为分段位置对所述车辆的行驶线路进行分段，得到以所述停留位置为分段位置的行驶路段；
位置点划分单元，用于获取对所述行驶路段进行划分的预设距离，根据所述预设距离对所述行驶路段进行划分，记录所述划分得到的划分位置点；
工况生成单元，用于根据所述车辆的历史行驶数据获取所述划分位置点的速度，根据所述停留位置、所述划分位置点和所述划分位置点的速度生成所述参考工况信息；以及
初始值设置单元，用于获取所述控制参数的初始值以及所述车辆的电池SOC轨迹，据所述车辆的停留位置，从所述电池SOC的轨迹中获取所述停留位置的电池SOC值，将所述获取的电池SOC值设置为电池SOC值的参考值。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
参数更新单元，用于获取所述车辆在停车时的电池SOC值和所述参考值的偏差，更新所述控制参数。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述方案获取单元包括：
公式获取单元，用于获取所述车辆的混合动力系统的状态方程和汉密尔顿函数H(x(t),u(t),p(t),t)＝g(x(t),u(t),t)+p(t)[a(x(t),u(t),t)]，所述g为控制目标，所述控制目标表示混合动力车辆的燃油消耗率，所述p为控制参数，所述t表示时间，所述x为所述车辆的电池SOC值，所述u为控制变量，所述控制变量表示混合动力系统中一个动力源的动力；以及
方案生成单元，用于根据预设的最优控制变量的选择条件将所述控制变量中使所述汉密尔顿函数最小的控制变量设置为最优控制变量，根据所述最优控制变量生成所述下一个行驶路段的能量管理方案，所述p*为最优控制参数，所述x*为电池的最优SOC值，所述u*为最优控制变量。
9.一种车辆能量管理设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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