CN107976320A - 一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车速度控制策略开发方法，包括步骤：根据车辆加速踏板开度和开度变化率，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线；以初步确定的车辆速度随时间变化曲线为目标，按照一定的公差范围，多次进行纯电动汽车能量消耗台架实验；利用实验结果计算出，不同行驶过程车辆动力电池的单位里程瞬时能耗随时间动态变化；比较不同行驶过程单位里程瞬时能耗大小，以单位里程瞬时能耗最低的行驶过程所对应的车速，组成车速‑时间变化的曲线，为最终车辆行驶过程速度随时间变化曲线。纯电动汽车以本发明所开发的速度控制策略曲线行驶时，能够有效降低动力电池电能量消耗，提高纯电动汽车的续驶里程。

Description

一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法

技术领域

本发明涉及纯电动汽车动力系统控制策略开发领域，特别是涉及一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法。

背景技术

随着全球石油危机不断深入，环境污染问题不断恶化，发展新能源汽车已成为世界各国的共识。纯电动汽车以其零排放、低噪声、行驶经济性等优点而备受关注。然而，纯电动汽车电能量消耗大，导致其续驶里程短，制约了纯电动汽车的发展。纯电动汽车开发过程中需针对不同驾驶模式(如动力型、经济型)，制定相应的速度控制策略。不同的速度控制策略，对纯电动汽车能耗经济性又有较大影响。而目前纯电动汽车速度控制策略的制定大多通过仿真方式，且没有考虑车辆行驶过程中电能量消耗的动态变化。

为此，研究者提出一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，该开发方法通过电动汽车能量消耗实验，获得电动汽车不同行驶过程中电能量消耗的动态变化。并根据电能量消耗的动态变化，最终确定车辆行驶过程速度控制曲线。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，旨在解决纯电动汽车速度控制曲线开发不当，导致车辆能量消耗大，续驶里程短等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，包括步骤：

根据车辆加速踏板开度和开度变化率，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线；

以初步确定的车辆速度随时间变化曲线为目标，按照一定的公差范围，多次进行不同行驶过程的纯电动汽车能量消耗台架实验；

利用实验结果计算出不同行驶过程车辆动力电池的单位里程瞬时能耗随时间动态变化；

比较不同行驶过程单位里程瞬时能耗大小，得到以单位里程瞬时能耗最低的行驶过程组成的车速随时间变化组成的曲线，最终获得车辆行驶过程速度随时间变化曲线。

优选地，所述根据车辆加速踏板开度和开度变化率，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线的步骤具体包括：

根据加速踏板开度，通过车速分级表，确定纯电动汽车目标车速；

根据加速踏板开度变化率，加速度分级表，通过目标车速和当前车速确定出行驶时间；

由当前车速、目标车速和行驶时间，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线。

优选地，所述行驶时间的计算公式为：

t_d＝(v_g-v_p)/a_g，

其中，a_g为车辆目标加速度，v_g为目标车速，v_p为当前车速，t_d为行驶时间。

优选地，所述车辆行驶过程中速度随时间变化曲线的表达式为：

v(t)＝t(v_g-v_p)/t_d+v_p，

其中，a_g为车辆目标加速度，v_g为目标车速，v_p为当前车速，t_d为行驶时间，t为时间。

优选地，所述以初步确定的车辆速度随时间变化曲线为目标，按照一定的公差范围，多次进行不同行驶过程的纯电动汽车能量消耗台架实验的步骤中：

所述实验所用到的设备包括：纯电动汽车、底盘测功机和电能量消耗测试仪；

所述电能量消耗测试仪用于测试电动汽车行驶过程中动力电池输出电压、电流和功率随时间变化；

所述实验按照国标GB 18386-2005要求，实际车速与初步确定车辆速度曲线允许公差±2km/h，时间公差为±1s；

实验过程中，驾驶员操作车辆加速踏板，控制车辆速度在规定公差范围内，进行不同行驶过程纯电动汽车能量消耗台架实验；

实验结束后，从所述底盘测功机导出车辆速度随时间变化数据，从所述电能量消耗测试仪中导出动力电池输出电压、电流和功率随时间变化数据。

优选地，所述利用实验结果计算出不同行驶过程车辆动力电池的单位里程瞬时能耗随时间动态变化的步骤具体包括：

根据i个行驶过程中的第j个采样时间末速度采样时间间隔Δt，运用公式计算出i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的行驶里程

根据i个行驶过程中的第j个采样时间末动力电池输出功率采样时间间隔Δt，运用公式计算出i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的动力电池电能量消耗

根据第i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内行驶里程动力电池电能量消耗运用公式计算出第i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的动力电池单位里程瞬时能耗

根据i个行驶过程中速度动力电池输出功率可计算出i个行驶过程中随时间动态变化。

优选地，所述比较不同行驶过程单位里程瞬时能耗大小，得到以单位里程瞬时能耗最低的行驶过程组成的车速随时间变化组成的曲线，最终获得车辆行驶过程速度随时间变化曲线步骤具体为：

比较i个行驶过程第j＝j'采样时间间隔，所对应的单位里程瞬时能耗的大小，如当i＝i'时，最低；

当时间为j'，以第i'个行驶过程所对应的车速为最终确定的车辆行驶过程速度；

对于任意j比较i个行驶过程，所对应的单位里程瞬时能耗的大小，可确定出随时间变化数值，进而最终确定车辆行驶过程速度随时间变化曲线。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

1.本发明提出的纯电动汽车速度控制曲线开发方法，通过实验方法确定的纯电动汽车速度控制曲线，能够有效降低车辆行驶过程中电能量消耗。

2.本发明利用单位里程瞬时能耗，评价电动汽车行驶过程中能量消耗的动态变化，并以单位里程瞬时能耗最低为目标，确定速度控制曲线，考虑了车辆行驶过程中电能量消耗的动态变化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法的流程图。

图2为初步确定的加速曲线图。

图3为电动汽车能量消耗实验系统原理图。

图4为纯电动汽车能耗实验速度公差图。

图5为最终车辆行驶过程中速度确定流程图。

具体实施方式

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。

如图1所示，一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，包括步骤：

步骤S001：根据车辆加速踏板开度和开度变化率，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线；具体包括：根据加速踏板开度，通过车速分级表，确定纯电动汽车目标车速v_g；根据加速踏板开度变化率，加速度分级表，确定车辆目标加速度a_g，通过目标车速v_g和当前车速v_p确定出行驶时间t_d，上述行驶时间t_d计算公式为t_d＝(v_g-v_p)/a_g。

由当前车速v_p、目标车速v_g和行驶时间t_d，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线，如图2所示，其表达式为v(t)＝t(v_g-v_p)/t_d+v_p。

步骤S002：以初步确定的车辆速度随时间变化曲线为目标，按照一定的公差范围，多次进行不同行驶过程的纯电动汽车能量消耗台架实验；

其中，所述实验所用到的设备包括：纯电动汽车、底盘测功机和电能量消耗测试仪，电动汽车能量消耗实验系统原理如图3所示。所述电能量消耗测试仪，需测试电动汽车行驶过程中动力电池输出电压、电流和功率随时间变化；所述实验按照国标GB 18386-2005要求，实际车速与初步确定车辆速度曲线允许公差±2km/h，时间公差为±1s，速度公差范围如图4所示；实验过程，驾驶员操作车辆加速踏板，控制车辆速度在规定公差范围内，进行不同行驶过程纯电动汽车能量消耗台架实验；实验结束后，从底盘测功机导出车辆速度随时间变化数据，从电能量消耗测试仪中导出动力电池输出电压、电流和功率随时间变化数据。

步骤S003：利用实验结果计算出不同行驶过程车辆动力电池的单位里程瞬时能耗随时间动态变化。

具体包括：根据i个行驶过程中的第j个采样时间末速度采样时间间隔Δt，运用公式计算出i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的行驶里程根据i个行驶过程中的第j个采样时间末动力电池输出功率采样时间间隔Δt，运用公式计算出i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的动力电池电能量消耗根据第i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内行驶里程动力电池电能量消耗运用公式计算出第i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的动力电池单位里程瞬时能耗根据i个行驶过程中速度动力电池输出功率可计算出i个行驶过程中随时间动态变化。

步骤S004：比较不同行驶过程单位里程瞬时能耗大小，以单位里程瞬时能耗最低的行驶过程组成的车速随时间变化组成的曲线，最终获得车辆行驶过程速度随时间变化曲线。

具体包括：比较i个行驶过程第j＝j'采样时间间隔，所对应的单位里程瞬时能耗的大小，如当i＝i'时，最低；当时间为j'，以第i'个行驶过程所对应的车速为最终确定的车辆行驶过程速度；对于任意j比较i个行驶过程，所对应的单位里程瞬时能耗的大小，可确定出随时间变化数值，进而最终确定车辆行驶过程速度随时间变化曲线，其中，最终车辆行驶过程中速度确定流程图，如图5所示，本例中i最大值为m，j最大值为n。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，包括步骤：

根据车辆加速踏板开度和开度变化率，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线；

以初步确定的车辆速度随时间变化曲线为目标，按照一定的公差范围，多次进行不同行驶过程的纯电动汽车能量消耗台架实验；

利用实验结果计算出不同行驶过程车辆动力电池的单位里程瞬时能耗随时间动态变化；

比较不同行驶过程单位里程瞬时能耗大小，得到以单位里程瞬时能耗最低的行驶过程组成的车速随时间变化组成的曲线，最终获得车辆行驶过程速度随时间变化曲线。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，所述根据车辆加速踏板开度和开度变化率，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线的步骤具体包括：

根据加速踏板开度，通过车速分级表，确定纯电动汽车目标车速；

根据加速踏板开度变化率，加速度分级表，通过目标车速和当前车速确定出行驶时间；

由当前车速、目标车速和行驶时间，初步确定车辆行驶过程中速度随时间变化曲线。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，所述行驶时间的计算公式为：

t_d＝(v_g-v_p)/a_g，

其中，a_g为车辆目标加速度，v_g为目标车速，v_p为当前车速，t_d为行驶时间。

4.根据权利要求3所述的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，所述车辆行驶过程中速度随时间变化曲线的表达式为：

v(t)＝t(v_g-v_p)/t_d+v_p，

其中，a_g为车辆目标加速度，v_g为目标车速，v_p为当前车速，t_d为行驶时间，t为时间。

5.根据权利要求1所述的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，所述以初步确定的车辆速度随时间变化曲线为目标，按照一定的公差范围，多次进行不同行驶过程的纯电动汽车能量消耗台架实验的步骤中：

所述实验所用到的设备包括：纯电动汽车、底盘测功机和电能量消耗测试仪；

所述电能量消耗测试仪用于测试电动汽车行驶过程中动力电池输出电压、电流和功率随时间变化；

所述实验按照国标GB 18386-2005要求，实际车速与初步确定车辆速度曲线允许公差±2km/h，时间公差为±1s；

实验过程中，驾驶员操作车辆加速踏板，控制车辆速度在规定公差范围内，进行不同行驶过程纯电动汽车能量消耗台架实验；

实验结束后，从所述底盘测功机导出车辆速度随时间变化数据，从所述电能量消耗测试仪中导出动力电池输出电压、电流和功率随时间变化数据。

6.根据权利要求1所述的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，所述利用实验结果计算出不同行驶过程车辆动力电池的单位里程瞬时能耗随时间动态变化的步骤具体包括：

根据i个行驶过程中的第j个采样时间末速度采样时间间隔Δt，运用公式计算出i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的行驶里程

根据i个行驶过程中的第j个采样时间末动力电池输出功率采样时间间隔Δt，运用公式计算出i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的动力电池电能量消耗

根据第i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内行驶里程动力电池电能量消耗运用公式计算出第i个行驶过程中的第j个采样时间间隔内的动力电池单位里程瞬时能耗

根据i个行驶过程中速度动力电池输出功率可计算出i个行驶过程中随时间动态变化。

7.根据权利要求1所述的纯电动汽车速度控制策略曲线开发方法，其特征在于，所述比较不同行驶过程单位里程瞬时能耗大小，得到以单位里程瞬时能耗最低的行驶过程组成的车速随时间变化组成的曲线，最终获得车辆行驶过程速度随时间变化曲线的步骤具体包括：

比较i个行驶过程第j＝j'采样时间间隔，所对应的单位里程瞬时能耗的大小，如当i＝i'时，最低；

当时间为j'，以第i'个行驶过程所对应的车速为最终确定的车辆行驶过程速度；

对于任意j比较i个行驶过程，所对应的单位里程瞬时能耗的大小，可确定出随时间变化数值，进而最终确定车辆行驶过程速度随时间变化曲线。