CN111301398B - 一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统 - Google Patents

一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111301398B
CN111301398B CN202010127995.3A CN202010127995A CN111301398B CN 111301398 B CN111301398 B CN 111301398B CN 202010127995 A CN202010127995 A CN 202010127995A CN 111301398 B CN111301398 B CN 111301398B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mode
vehicle
engine
cvt
soc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010127995.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111301398A (zh
Inventor
田韶鹏
刘观林
郑青星
马乐
罗毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN202010127995.3A priority Critical patent/CN111301398B/zh
Publication of CN111301398A publication Critical patent/CN111301398A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111301398B publication Critical patent/CN111301398B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/101Infinitely variable gearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/20Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/30Control strategies involving selection of transmission gear ratio
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24Energy storage means
    • B60W2510/242Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244Charge state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666Engine torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08Electric propulsion units
    • B60W2710/083Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10Change speed gearings
    • B60W2710/1005Transmission ratio engaged
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法及系统,属于混合动力汽车技术领域,解决了现有技术中不能实时进行管理的问题。一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,包括以下步骤:获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;若整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,则对当前CVT速比进行调整,若整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,实时调整发动机和电机转矩,同时对当前CVT速比进行调整。实现了CVT插电式混合动力汽车实时的能量管理。

Description

一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法及系统
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域,尤其是涉及一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法及系统。
背景技术
插电式混合动力汽车作为传统混合动力汽车向电动汽车的过渡车型,其电功率提升使得混合动力汽车具有深度混合特性,可高效可靠地应对汽车全工况功效需求,因而在新能源汽车领域得到广泛应用。其中,能量管理策略作为插电式混合动力汽车的核心控制逻辑,性能优劣将直接决定整车的经济性、动力性、驾驶性等的好坏。
现有能量管理方法主要分为基于规则的能量管理方法和全局优化能量管理方法。传统基于规则的能量管理方法有CD-CS策略、EVCS策略等,此类方法实时性强,但优化效果有限;全局优化能量管理方法有基于DP的能量管理方法、基于PMP的能量管理方法,此类方法优化效果最佳,但应用的前提是行驶工况已知,因此不可进行实时能量管理。综上所述,开发一种实时性强、经济性好的CVT插电式混合动力汽车能量管理方案是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足,提出一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法及系统。
一方面,本发明提供了一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,包括以下步骤:
获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;
根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;
若整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,则以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,若整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,则以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整。
进一步地,所述以系统效率最高为目标对CVT速比进行调整,具体包括,获取当前整车需求功率,以所述整车需求功率和车速作为整车工作点,以所述整车工作点获取系统效率最高时对应的CVT速比,根据所述系统效率最高时对应的CVT速比对CVT速比进行调整。
进一步地,所述CVT插电式混合动力汽车能量管理方法还包括获取发动机最优工作曲线因子,所述获取发动机最优工作曲线因子,具体包括,初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
进一步地,所述初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子,具体包括,在AVL Cruise软件中初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,以最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
进一步地,根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式,具体包括:
当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩在电动机可提供的范围内时,整车的驱动模式是纯电动模式;当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩超过电动机可提供的范围时,整车的驱动模式是混合动力驱动模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是行车充电模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩不低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是纯发动机模式。
另一方面,本发明还提供了一种CVT插电式混合动力汽车能量管理系统,包括车辆数据获取模块、驱动模式确定模块、CVT速比及发动机工作曲线获取模块;
所述车辆数据获取模块,用于获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;
所述驱动模式确定模块,用于根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;
所述CVT速比、发动机和电机转矩调整模块,用于当整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,当整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整。
进一步地,所述CVT速比、发动机和电机转矩调整模块,以系统效率最高为目标对CVT速比进行调整,具体包括,获取当前整车需求功率,以所述整车需求功率和车速作为整车工作点,以所述整车工作点获取系统效率最高时对应的CVT速比,根据所述系统效率最高时对应的CVT速比对CVT速比进行调整。
进一步地,所述CVT插电式混合动力汽车能量管理系统还包括最优工作曲线因子模块,所述最优工作曲线因子模块,用于初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
进一步地,所述驱动模式确定模块,根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式,具体包括,当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩在电动机可提供的范围内时,整车的驱动模式是纯电动模式;当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩超过电动机可提供的范围时,整车的驱动模式是混合动力驱动模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是行车充电模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩不低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是纯发动机模式。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:通过获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;若整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,则以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,若整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,则以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整;实现了CVT插电式混合动力汽车实时的能量管理。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的CVT插电式混合动力汽车能量管理方法的流程示意图;
图2是本发明实施例1所述的CVT插电式混合动力汽车传动系统的结构示意图;
图3是本发明实施例1所述的CVT插电式混合动力汽车行驶阶段选择示意图;
图4是本发明实施例1所述的所述CVT插电式混合动力汽车能量管理方法的设计原理图;
图5是本发明实施例1所述的所述CVT插电式混合动力汽车能量管理方法的控制流程图;
图6是本发明实施例1所述的CVT目标速比优化流程示意图;
图7是本发明实施例1所述的CVT目标速比Map图;
图8是本发明实施例1所述的最优工作曲线因子优化流程示意图;
图9是本发明实施例1所述的最优工作曲线因子控制线示意图。
附图标记:1-发动机;2-离合器;3-ISG电机;4-CVT;5-主减速器;6-车轮。
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。
实施例1
本发明实施例提供了一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,其流程示意图,如图1所示,所述方法包括以下步骤:
获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;
根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;
若整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,则以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,若整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,则以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整。
需要说明的是,CVT插电式混合动力汽车传动系统的结构示意图,如图2所示,所述CVT插电式混合动力汽车传动系统包括发动机1、离合器2、ISG电机3、CVT 4、主减速器5、车轮6,CVT插电式混合动力汽车为单轴并联式,采用P2构型,即ISG电机(电机)3位于发动机1与CVT变速箱4之间,且发动机1与ISG电机3同轴连接,通过离合器的开闭切换工作模式;其中,ISG电机3由电池组提供电能,电池组可通过电网充电;
CVT插电式混合动力汽车行驶阶段选择示意图,如图3所示,混合动力汽车具有行驶阶段选择功能,行驶阶段分为电量消耗阶段和电量保持阶段,在高速和城郊工况工作于电量保持阶段可将电量保持在较高水平;到达拥挤城市后进入电量消耗阶段,利用电动机驱动车辆,从而达到提高整车经济性的目的;
所述CVT插电式混合动力汽车能量管理方法的设计原理图,如图4所示,发动机最优工作曲线是各转速下最低燃油消耗率对应的转矩值连线得到的。
所述CVT插电式混合动力汽车能量管理方法的控制流程图,如图5所示,将电池电量高于目标SOC值SOCobj定义电量高;将电池电量低于SOC下限值SOCl时定义为电量低。当电池电量高、需求转矩在电动机可提供范围内时,利用纯电动模式行驶;当电池电量高、需求转矩超过电动机可提供范围时,利用混合驱动模式行驶;当电池电量低、需求转矩低于发动机最优转矩线时,利用行车充电模式行驶;当电池电量低、需求转矩高于发动机最优转矩线时,利用发动机单独驱动模式行驶;当电池SOC在电量高低之间的夹带时,保持前一时刻的模式。
具体实施时,将电量保持阶段下的驱动模式分为:纯电动模式、纯发动机模式、混合动力模式和行车充电模式;
以系统效率最高为目标对CVT速比进行优化,CVT目标速比优化流程示意图,如图6所示,经过CVT速比优化得到各模式下CVT目标速比Map图,具体包括,
以第一设定间隔对在整车车速范围区间内的连续车速值进行离散,得到离散后的各车速值,以第二设定间隔对在整车需求功率区间内的连续功率值进行离散,得到离散后的各整车需求功率值,以第三设定间隔对在CVT速比范围区间的连续CVT速比值进行离散,得到离散后的各CVT速比值;
具体实施时,以△V对整车车速在0到最高车速Vmax范围内进行离散,以△P对整车需求功率在0到最大需求功率Pmax范围内进行离散,如此可得到一系列整车工作点(Vm,Pn);以△icvt对CVT速比从最小速比icvt min到最大速比icvt max进行离散,得到一系列速比点icvt;在图6中,最高车速为160,车速的离散间隔为1,最大需求功率为100,需求功率的间隔为2,CVT的范围区间为[0.38,2.63],CVT的离散间隔为0.01;
由整车工作点(Vm,Pn)和速比点icvt可推导得到动力源需求转速N和需求转矩Tr,亦是CVT输入转速和输入转矩,计算过程如下:
Figure GDA0003316250070000061
Figure GDA0003316250070000062
式中,i0是主减速器速比,r是轮胎半径;
将电池电量高于目标SOC值SOCobj定义电量高;将电池电量低于SOC下限值SOCl时定义为电量低,当电池电量高、需求转矩在电动机可提供范围内时,利用纯电动模式行驶;当电池电量高、需求转矩超过电动机可提供范围时,利用混合驱动模式行驶;当电池电量低、需求转矩低于发动机最优转矩线时,利用行车充电模式行驶;当电池电量低、需求转矩不低于发动机最优转矩线时,利用发动机单独驱动模式行驶,当电池SOC在电量高低之间的夹带时,保持前一时刻的模式;
根据动力源需求转速N和需求转矩Tr及实时SOC可确定整车工作模式,模式切换和转矩分配原则如表1所示,
表1
模式 切换条件 转矩分配
纯电动模式 SOC&gt;SOCl&amp;T<sub>r</sub>&lt;T<sub>m</sub><sub>max</sub> T<sub>e</sub>=0,T<sub>m</sub>=T<sub>r</sub>
混合动力模式 SOC&gt;SOCl&amp;T<sub>r</sub>&gt;T<sub>m</sub><sub>max</sub> T<sub>e</sub>=T<sub>e</sub><sub>obj</sub>,T<sub>m</sub>=T<sub>r</sub>-T<sub>e</sub><sub>obj</sub>
纯发动机模式 SOC&lt;SOC<sub>obj</sub>&amp;T<sub>r</sub>&gt;T<sub>e</sub><sub>obj</sub> T<sub>e</sub>=T<sub>r</sub>,T<sub>m</sub>=0
行车充电模式 SOC&lt;SOC<sub>obj</sub>&amp;T<sub>r</sub>&lt;T<sub>e</sub><sub>obj</sub> T<sub>e</sub>=T<sub>e</sub><sub>obj</sub>,T<sub>m</sub>=T<sub>r</sub>-T<sub>e</sub><sub>obj</sub>
表中Tm max为电动机最大转矩;Te obj为发动机最优工作转矩;Te为发动机输出转矩;Tm为电动机输出转矩;
由发动机工作点查发动机效率Map图可获得发动机效率ηe;由电机工作点查电机效率Map图可获得电机效率ηm;由CVT工作点查CVT效率Map图可获得CVT效率ηcvt;由电池实时SOC和电池充放电功率查电池效率Map图可获得电池充电效率ηc和电池放电效率ηd。由于电量保持阶段的电量来源于发动机,定义能量转换系数s,根据实际情况,s的取值范围为[0.2,0.3]。则各工作模式系统效率如下:
纯电动模式下系统效率ηsys=ηm·ηcvt
纯发动机模式下系统效率ηsys=ηe·ηcvt
行车充电模式下系统效率
Figure GDA0003316250070000063
混合动力模式下系统效率
Figure GDA0003316250070000064
求解每一个整车工作点(Vm,Pn)系统效率最高时对应的CVT速比即可得到各工作模式下的CVT目标速比Map图;CVT目标速比Map图,如图7所示;
以百公里燃油消耗最低为目标,优化不同初始SOC下混合动力模式和行车充电模式的发动机工作曲线,得到不同SOC下的发动机最优工作曲线因子;最优工作曲线因子优化流程示意图,如图8所示;
对发动机最优工作曲线用高斯曲线拟合的方法拟合为关于发动机转速的函数表达式Teopt(ne),定义最优工作曲线因子k,则新的发动机的工作曲线Tadj(ne)=k·Teopt(ne),考虑到优化结果的实际分布,k的优化区间为[0.8,1.2];
一个具体实施例中,某1.5T发动机最优工作曲线高斯拟合a1=107.8,b1=2863,c1=1867,a2=53.34,b2=5297,c2=1160,a3=44.53,b3=689.8,c3=947.6Teopt(ne)=a1*exp(-((ne-b1)/c1)^2)+a2*exp(-((ne-b2)/c2)^2)+a3*exp(-((ne-b3)/c3)^2)。
以百公里燃油消耗量E最低为优化目标,搭建Isight-Cruise-Matlab联合仿真模型,对发动机最优工作曲线因子进行优化;整车模型由Cruise软件搭建,控制器模型由Matlab/simiulink软件开发,最优工作曲线因子优化过程由Isight完成;
在AVL Cruise软件中初始化最优工作曲线因子k和能量转换系数s并计算出整车百公里燃油消耗量E,最优工作曲线因子k和能量转换系数s为设计变量,整车百公里燃油消耗量E为目标函数;然后,Isight优化模型将优化设计变量与目标函数读入Isight中,Isight调用AVL Cruise与Matlab/Simulink软件在满足系统约束的前提下开始联合优化仿真;最后,根据优化目标函数值判断优化过程是否完成,若完成优化,则输出最优的设计变量和目标函数,否则继续进行计算;优化结果为关于SOC的最优工作曲线因子控制线和能量转换系数s控制线,最优工作曲线因子控制线示意图,如图9所示;
将各模式下CVT目标速比Map图和发动机最优工作曲线因子嵌入到HCU中,HCU根据车速,整车需求转矩和电池SOC确定整车的工作模式,若整车工作在纯电动模式或纯发动机模式,HCU根据CVT目标速比Map图调整CVT目标速比;若整车工作在混合动力模式或行车充电模式,HCU根据实时SOC查表得到该SOC下的最优工作曲线因子和CVT目标速比Map图,由最优工作曲线因子更新发动机工作曲线实时分配发动机和电机转矩,由CVT目标速比Map图调整CVT速比。
优选的,所述以系统效率最高为目标对CVT速比进行调整,具体包括,获取当前整车需求功率,以所述整车需求功率和车速作为整车工作点,以所述整车工作点获取系统效率最高时对应的CVT速比,根据所述系统效率最高时对应的CVT速比对CVT速比进行调整。
优选的,所述混合动力汽车电量保持阶段能量管理方法,还包括获取发动机最优工作曲线因子,所述获取发动机最优工作曲线因子,具体包括,初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
优选的,所述初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子,具体包括,在AVL Cruise软件中初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,以最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
优选的,根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式,具体包括:
当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩在电动机可提供的范围内时,整车的驱动模式是纯电动模式;当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩超过电动机可提供的范围时,整车的驱动模式是混合动力驱动模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是行车充电模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩不低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是纯发动机模式。
实施例2
本发明实施例提供了一种CVT插电式混合动力汽车能量管理系统,包括车辆数据获取模块、驱动模式确定模块、CVT速比及发动机工作曲线获取模块;
所述车辆数据获取模块,用于获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;
所述驱动模式确定模块,用于根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;
所述CVT速比、发动机和电机转矩调整模块,用于当整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,当整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整。
优选的,所述CVT速比、发动机和电机转矩调整模块,以系统效率最高为目标对CVT速比进行调整,具体包括,获取当前整车需求功率,以所述整车需求功率和车速作为整车工作点,以所述整车工作点获取系统效率最高时对应的CVT速比,根据所述系统效率最高时对应的CVT速比对CVT速比进行调整。
优选的,CVT插电式混合动力汽车能量管理系统还包括最优工作曲线因子模块,所述最优工作曲线因子模块,用于初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
优选的,所述驱动模式确定模块,根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式,具体包括,当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩在电动机可提供的范围内时,整车的驱动模式是纯电动模式;当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩超过电动机可提供的范围时,整车的驱动模式是混合动力驱动模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是行车充电模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩不低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是纯发动机模式
需要说明的是,实施例1和实施例2未重复描述之处可相互借鉴。
本发明公开了一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法及系统,通过获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;若整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,则以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,若整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,则以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整;实现了CVT插电式混合动力汽车实时的能量管理;
本发明中以整车百公里燃油消耗量为目标函数获取发动机最优工作曲线因子,使得本发明相对于现有技术更为节能,并且没有现有全局优化能量管理方法中需要行驶工况已知的约束。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;
根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;
若整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,则以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,若整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,则初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子,以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,所述能量转换系数取值范围为[0.2,0.3],所述能量转换系数为发动机向电机转换的能量系数。
2.根据权利要求1所述的CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,其特征在于,所述以系统效率最高为目标对CVT速比进行调整,具体包括,获取当前整车需求功率,以所述整车需求功率和车速作为整车工作点,以所述整车工作点获取系统效率最高时对应的CVT速比,根据所述系统效率最高时对应的CVT速比对CVT速比进行调整。
3.根据权利要求1所述的CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,其特征在于,所述初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子,具体包括,在AVL Cruise软件中初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,以最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子。
4.根据权利要求1所述的CVT插电式混合动力汽车能量管理方法,其特征在于,根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式,具体包括:
当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩在电动机可提供的范围内时,整车的驱动模式是纯电动模式;当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩超过电动机可提供的范围时,整车的驱动模式是混合动力驱动模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是行车充电模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩不低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是纯发动机模式。
5.一种CVT插电式混合动力汽车能量管理系统,其特征在于,包括车辆数据获取模块、驱动模式确定模块、CVT速比、发动机工作曲线获取模块及最优工作曲线因子模块;
所述车辆数据获取模块,用于获取混合动力汽车当前的车速、整车需求转矩和电池SOC;
所述驱动模式确定模块,用于根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式;
所述CVT速比、发动机和电机转矩调整模块,用于当整车的驱动模式是纯电动模式或是纯发动机模式,以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,当整车的驱动模式是混合动力模式或行车充电模式,最优工作曲线因子模块,初始化最优工作曲线因子和能量转换系数,并以初始化后的最优工作曲线因子和能量转换系数为设计变量,以整车百公里燃油消耗量为目标函数,获取发动机最优工作曲线因子,CVT速比、发动机和电机转矩调整模块以发动机最优工作曲线因子更新发动机工作曲线,并以更新后的发动机工作曲线实时调整发动机和电机转矩,同时以系统效率最高为目标对当前CVT速比进行调整,所述能量转换系数取值范围为[0.2,0.3]。
6.根据权利要求5所述的CVT插电式混合动力汽车能量管理系统,其特征在于,所述CVT速比、发动机和电机转矩调整模块,以系统效率最高为目标对CVT速比进行调整,具体包括,获取当前整车需求功率,以所述整车需求功率和车速作为整车工作点,以所述整车工作点获取系统效率最高时对应的CVT速比,根据所述系统效率最高时对应的CVT速比对CVT速比进行调整。
7.根据权利要求5所述的CVT插电式混合动力汽车能量管理系统,其特征在于,所述驱动模式确定模块,根据所述车速、整车需求转矩和电池SOC确定整车的驱动模式是纯电动模式、混合动力模式、行车充电模式或是纯发动机模式,具体包括,当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩在电动机可提供的范围内时,整车的驱动模式是纯电动模式;当所述电池SOC高于目标SOC值并且需求转矩超过电动机可提供的范围时,整车的驱动模式是混合动力驱动模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是行车充电模式;当电池SOC低于SOC下限时并且需求转矩不低于发动机最优转矩线时,整车的驱动模式是纯发动机模式。
CN202010127995.3A 2020-02-28 2020-02-28 一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统 Active CN111301398B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010127995.3A CN111301398B (zh) 2020-02-28 2020-02-28 一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010127995.3A CN111301398B (zh) 2020-02-28 2020-02-28 一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111301398A CN111301398A (zh) 2020-06-19
CN111301398B true CN111301398B (zh) 2022-01-11

Family

ID=71154753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010127995.3A Active CN111301398B (zh) 2020-02-28 2020-02-28 一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111301398B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112380617A (zh) * 2020-10-27 2021-02-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种e-cvt控制曲线设计方法
CN112660102B (zh) * 2020-12-31 2022-05-17 吉林大学 一种基于能耗分析理论的行星多挡混合动力系统控制方法
CN113682292B (zh) * 2021-03-11 2023-03-28 中国科学院广州能源研究所 Cvt并联型混合动力汽车的实时预测能量管理方法及装置
CN112959992B (zh) * 2021-04-07 2022-04-19 吉林大学 基于能效分析与效率最优的混合动力汽车能量管理方法
CN113264045B (zh) * 2021-06-11 2022-10-28 江苏大学 一种插电式混合动力汽车自适应巡航能量管理方法及控制器
CN113581163B (zh) * 2021-07-26 2024-03-19 江苏大学 基于lstm的多模phev模式切换优化与能量管理方法
CN114590239B (zh) * 2022-02-25 2024-07-09 武汉理工大学 混合动力车辆热管理系统控制方法、装置及存储介质
CN115492929B (zh) * 2022-09-01 2023-10-27 中国第一汽车股份有限公司 变速器速比的控制方法、控制装置、存储介质、车辆

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008128416A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-30 The Chinese University Of Hong Kong Energy management for hybrid electric vehicles
CN102582616B (zh) * 2012-02-22 2014-08-13 清华大学 一种cvt混合动力汽车动力源转矩优化分配方法
CN102849065A (zh) * 2012-08-30 2013-01-02 重庆长安汽车股份有限公司 Cvt混合动力电动汽车功率优化分配控制的方法及系统
CN106427989B (zh) * 2016-10-14 2018-11-23 上海汽车变速器有限公司 用于插电式混合动力汽车的模式集成优化能量控制实现方法
CN107117159B (zh) * 2017-05-12 2018-02-27 吉林大学 一种cvt并联混合动力汽车驾驶员需求转矩估计方法
CN107284441B (zh) * 2017-06-07 2019-07-05 同济大学 实时工况自适应的插电式混合动力汽车能量优化管理方法
CN108515962A (zh) * 2018-05-07 2018-09-11 吉林大学 一种混合动力汽车整车控制器快速标定方法
CN108909702A (zh) * 2018-08-23 2018-11-30 北京理工大学 一种插电式混合动力汽车能量管理方法及系统
CN110077409A (zh) * 2019-04-23 2019-08-02 武汉理工大学 一种混联式混合动力汽车动态协调控制方法
CN110395243B (zh) * 2019-07-23 2021-03-23 南昌工程学院 一种cvt插电式四驱混合动力汽车的cvt速比优化及能量管理方法
CN110667564B (zh) * 2019-11-11 2021-03-30 重庆理工大学 并联式混合动力汽车自主队列行驶能量智能管理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111301398A (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111301398B (zh) 一种cvt插电式混合动力汽车能量管理方法及系统
CN110304044B (zh) 基于ecms的phev四驱转矩分配方法
CN107697063B (zh) 一种智能混合动力汽车能量管理控制方法
CN101898557B (zh) 电动四驱混合动力车辆的控制方法
CN102815295B (zh) 一种混联式混合动力车辆的动力控制方法
CN109606348B (zh) 一种插电式行星混联汽车能量管理控制方法
CN107458369B (zh) 一种同轴并联式混合动力电动汽车能量管理方法
CN110667565B (zh) 一种智能网联插电式混合动力汽车协同优化能量管理方法
CN110395243A (zh) 一种cvt插电式四驱混合动力汽车的cvt速比优化及能量管理方法
CN104742898A (zh) 一种分速汇矩式混合动力功率流控制方法
CN108248365B (zh) 混联式气电混合动力车动力系统及控制方法
CN109177968B (zh) 一种功率分流式混合动力汽车的驱动模式控制方法
CN109263633B (zh) 一种行星混联式汽车能量管理控制方法
Hofman et al. Rule-based energy management strategies for hybrid vehicle drivetrains: A fundamental approach in reducing computation time
CN113459791A (zh) 一种混合动力电动汽车及应用其的能量管理控制方法
CN114347973B (zh) 混合动力汽车催化器加热阶段扭矩控制方法
CN110901628B (zh) 一种二阶振荡粒子群算法的全混动汽车能效优化方法
Tan et al. An Efficiency-Based Hybrid Mode Selection Model for A P134 Plug-In Hybrid Powertrain Architecture
CN111284472B (zh) 混合动力汽车的控制策略以及控制器
Wang et al. Research on Multi-operating Point Control Strategy of Extended Range Electric Vehicle Engine
CN110941875A (zh) 一种自适应异步粒子群的全混动汽车能效优化控制方法
Hua et al. Research on Control Method of Hybrid Electric Vehicle Considering Air Conditioning Power
Shidong et al. Research on Control Strategy of Distributed Drive Electric Vehicle Based on Driving Intent Recognition
Ušiak et al. Performance Study of a Developed Rule-Based Control Strategy with Use of an ECMS Optimization Control Algorithm on a Plug-In Hybrid Electric Vehicle
CN110228373A (zh) 一种新能源混动车型能量回收及发电控制算法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant