CN107953881A - 基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其步骤：给定SoC的取值范围[SoCmin,SoCmax]，其中，SoC为电荷状态，SoCmin为电荷状态下限，SoCmax为电荷状态上限；设包含在[SoCmin,SoCmax]内的生存核为[z1,z2]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围；根据微分包含的范围与生存核[z1,z2]的切锥的交集非空，将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解；判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围。本发明能给出混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围，为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障。

Description

基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车控制技术领域，特别是关于一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法。
背景技术
在传统的方法中，一般要求在某一行程中车辆的初始电池SoC与行程终止电池SoC相同。并且电池SoC的初始值只能是一个确定的常数，因此如何确定混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围成为目前亟需解决的技术问题，以便为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障，同时可以效延长电池寿命。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其能给出混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围，为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于包括以下步骤：1)给定SoC的取值范围[SoCmin,SoCmax]，其中，SoC为电荷状态，SoCmin为电荷状态下限，SoCmax为电荷状态上限；2)设包含在[SoCmin,SoCmax]内的生存核为[z1,z2]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围；3)根据微分包含的范围与生存核[z1,z2]的切锥的交集非空，将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解；4)判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围。
进一步，所述步骤1)中，确定车辆SoC所满足的方程：
其中x＝SoC，
u＝[Teng,ωeng,Vpredict]T；
式中，Teng为发动机转矩；ωeng为发动机转速；Vpredict为预测车速；式中各变量的约束条件为：
SoCmin≤SoC≤SoCmax，
Tmin≤Teng≤Tmax，
ωmin≤ωeng≤ωmax
Vmin≤Vpredict≤Vmax。
进一步，所述步骤2)中，微分包含的范围为：
进一步，所述步骤3)中，两个优化问题如下：优化问题I：
min z
s.t.f2(z)≥0
SoCmin≤z≤SoCmax
求解优化问题I得到最优解a；
优化问题II：
max z
s.t.f1(z)≤0
SoCmin≤z≤SoCmax
求解优化问题II得到最优解为b。
进一步，所述步骤4)中，判断优化问题I的最优解a与化问题II的最优解为b的大小关系，若a＞b，则无解；如果a＜b,得到SoC的初始值范围为[a,b]，即如果车辆在某一行程开始时候的电池SoC值在区间[a,b]内,那么车辆行程结束时候车辆电池的SoC值也在区间[a,b]区间内。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明能给出混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围，只要混合动力车辆电池的初始SoC值在此范围内，那么车辆行程结束以后的电池SoC值也可以控制在这个范围内。也就是说电池SoC的值可以始终处于这个范围内。2、本发明将车辆电池SoC的微分方程转化为微分包含形式，然后通过求解两个优化问题得到电池SoC的初始范围，为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障。
附图说明
图1为本发明的整体流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
文中涉及到的符号解释如下：
SoC—电荷状态；
Teng—发动机转矩；
ωeng—发动机转速；
Vpredict—预测车速；
SoCmin—电荷状态下限；
SoCmax—电荷状态上限；
Tmin—发动机转矩下限；
Tmax—发动机转矩上限；
ωmin—发动机转速下限；
ωmax—发动机转速上限；
Vmin—预测车速下限；
Vmax—预测车速上限。
如图1所示，本发明提供一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其包括以下步骤：
1)给定SoC的取值范围[SoCmin,SoCmax]。
确定车辆SoC所满足的方程：
其中x＝SoC，
u＝[Teng,ωeng,Vpredict]T；
在上式中，各变量的约束条件为：
SoCmin≤SoC≤SoCmax
Tmin≤Teng≤Tmax
ωmin≤ωeng≤ωmax
Vmin≤Vpredict≤Vmax
进一步将约束范围记作U。
2)设包含在[SoCmin,SoCmax]内的生存核为[z1,z2]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围：
3)根据微分包含的范围与生存核[z1,z2]的切锥的交集非空，可以将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解：
两个优化问题如下：
优化问题I：
minz
s.t.f2(z)≥0
SoCmin≤z≤SoCmax
求解优化问题I得到最优解a；
优化问题II：
maxz
s.t.f1(z)≤0
SoCmin≤z≤SoCmax
求解优化问题II得到最优解为b。
4)判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围：
判断优化问题I的最优解a与化问题II的最优解为b的大小关系，若a＞b，则无解；如果a＜b,得到SoC的初始值范围为[a,b]；也就是说如果车辆在某一行程开始时候的电池SoC值在区间[a,b]内,那么车辆行程结束时候车辆电池的SoC值也在区间[a,b]区间内。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)给定SoC的取值范围[SoCmin,SoCmax]，其中，SoC为电荷状态，SoCmin为电荷状态下限，SoCmax为电荷状态上限；
2)设包含在[SoCmin,SoCmax]内的生存核为[z1,z2]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围；
3)根据微分包含的范围与生存核[z1,z2]的切锥的交集非空，将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解；
4)判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围。
2.如权利要求1所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤1)中，确定车辆SoC所满足的方程：
其中x＝SoC，
u＝[Teng,ωeng,Vpredict]T；
式中，Teng为发动机转矩；ωeng为发动机转速；Vpredict为预测车速；
式中，各变量的约束条件为：
SoCmin≤SoC≤SoCmax，
Tmin≤Teng≤Tmax，
ωmin≤ωeng≤ωmax，
Vmin≤Vpredict≤Vmax。
3.如权利要求1所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤2)中，微分包含的范围为：
<mrow> <mi>F</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <munder> <mi>min</mi> <mrow> <mi>u</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>U</mi> </mrow> </munder> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>u</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <munder> <mi>max</mi> <mrow> <mi>u</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>U</mi> </mrow> </munder> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>u</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>=</mo> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>.</mo> </mrow>
4.如权利要求1所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤3)中，两个优化问题如下：
优化问题I：
min z
s.t.f2(z)≥0
SoCmin≤z≤SoCmax
求解优化问题I得到最优解a；
优化问题II：
max z
s.t.f1(z)≤0
SoCmin≤z≤SoCmax
求解优化问题II得到最优解为b。
5.如权利要求4所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤4)中，判断优化问题I的最优解a与化问题II的最优解为b的大小关系，若a＞b，则无解；如果a＜b,得到SoC的初始值范围为[a,b]，即如果车辆在某一行程开始时候的电池SoC值在区间[a,b]内,那么车辆行程结束时候车辆电池的SoC值也在区间[a,b]区间内。
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