CN112757964A - 混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质，属于混合动力车辆控制领域。其中方法包括以下步骤：1)根据电池当前的电池健康状态SOH、电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss以及设计的车辆剩余寿命天数S，计算电池容量衰减余量SOHfinal＝SOH‑(ΔHealth loss*S)；2)比较SOHfinal与设定电池健康状态SOH下限SOHdown的大小；3)若SOHfinal小于SOHdown，则调节车辆相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率。本发明在电池健康相对较差时调节相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率，避免了电池早衰的问题，提高了电池的使用寿命，减少了对电池的更换频率，进而节约了成本。

Description

混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质
技术领域
本发明涉及混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质，属于混合动力车辆控制领域。
背景技术
混合动力车辆的动力源一般包括发动机和电池两种。发动机和电池都对应有各自的设计寿命，然而，实际应用中发现电池往往不到设计寿命就出现了报废问题，而且往往电池寿命不及发动机或整车寿命，使得车辆在使用过程中不得不对电池进行更换，使得车辆运营成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质，以解决现有技术中车辆运营成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种混合动力车辆参数配置方法，包括以下步骤：1)根据电池当前的电池健康状态SOH、电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss以及设计的车辆剩余寿命天数S，计算电池容量衰减余量SOHfinal＝SOH-(ΔHealth loss*S)；2)比较SOHfinal与设定电池健康状态SOH下限SOHdown的大小；3)若SOHfinal小于SOHdown，则调节车辆相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率。
另外，本发明还提出一种计算机可读介质，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序；所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述混合动力车辆参数配置方法。
有益效果是：通过比较SOHfinal与SOHdown的大小识别电池健康状态是否相对较差，并在电池健康相对较差时调节相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率，使得车辆对电池的需求相对减少，避免了电池早衰的问题，提高了电池的使用寿命，减少了对电池的更换频率，进而节约了成本。
进一步地，上述混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质中，所述电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss为车辆前一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss1或车辆前设定天数的健康状态衰减数值的平均值ΔHealth loss2。
有益效果是：ΔHealth loss的设定更符合电池健康状态衰减实况，提高了本发明配置的精确性。
进一步的，上述混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质中，所述设计的车辆剩余寿命天数S是通过将车辆设计寿命里程数与当前仪表里程数做差后除以单日的平均里程数得到的。
有益效果是：实现了对车辆设计剩余的寿命天数S的有效判断。
进一步的，上述混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质中，ΔHealth loss的计算过程包括以下步骤：A、在实验室条件下，测试电池不同的充放电倍率、放电深度和电池温度三种因素对电池SOH的影响度，形成影响度函数；
B、在实际路况下，记录某天的充放电倍率、放电深度和电池温度；
C、根据步骤B记录的充放电倍率、放电深度和电池温度，按照试验室测试条件下的影响度函数，综合判断三种因素对电池SOH的影响，计算电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss。
有益效果是：实现了对电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss的有效判断。
本发明提出一种混合动力车辆参数配置方法，包括以下步骤：1)根据电池当前的电池健康状态SOH、设定电池健康状态SOH下限SOHdown以及电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss，计算电池实际剩余寿命天数S’＝(SOH-SOHdown)/ΔHealth loss；2)比较S’与设计的车辆剩余寿命天数S的大小；3)若S’小于S，则调节车辆相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率。
另外，本发明还提出一种计算机可读介质，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序；所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述混合动力车辆参数配置方法。
有益效果是：通过比较S’与S的大小识别电池健康状态是否相对较差，并在电池健康相对较差时调节相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率，使得车辆对电池的需求相对减少，避免了电池早衰的问题，提高了电池的使用寿命，减少了对电池的更换频率，进而节约了成本。
进一步地，上述混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质中，所述电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss为车辆前一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss1或车辆前设定天数的健康状态衰减数值的平均值ΔHealth loss2。
有益效果是：ΔHealth loss的设定更符合电池健康状态衰减实况，提高了本发明配置的精确性。
进一步的，上述混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质中，所述设计的车辆剩余寿命天数S是通过将车辆设计寿命里程数与当前仪表里程数做差后除以单日的平均里程数得到的。
有益效果是：实现了对车辆设计剩余的寿命天数S的有效判断。
进一步的，上述混合动力车辆参数配置方法及计算机可读介质中，ΔHealth loss的计算过程包括以下步骤：A、在实验室条件下，测试电池不同的充放电倍率、放电深度和电池温度三种因素对电池SOH的影响度，形成影响度函数；
B、在实际路况下，记录某天的充放电倍率、放电深度和电池温度；
C、根据步骤B记录的充放电倍率、放电深度和电池温度，按照试验室测试条件下的影响度函数，综合判断三种因素对电池SOH的影响，计算电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss。
有益效果是：实现了对电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss的有效判断。
附图说明
图1为本发明混合动力车辆控制系统示意图；
图2为本发明混合动力车辆参数配置方法实施例1的混合动力车辆参数配置方法流程图；
图中：1为整车控制器；2为动力电池管理系统；3为发动机控制器；4为电机控制器。
具体实施方式
本发明混合动力车辆为有固定路线的运营车辆，比如公交车，或者客车等。
混合动力车辆的工作模式包括纯电动驱动模式、并联驱动模式、发动机驱动模式以及制动回收电量模式；纯电动驱动模式下，只有电池为车辆提供驱动力；并联驱动模式下，发动机和电池共同提供驱动力；发动机驱动模式下，只有发动机为车辆提供驱动力；制动回收模式下，车辆将制动能量转换为电能存储在电池中。
动力电池的健康度SOH代表着动力电池当前的衰减程度，电池吞吐量的大小直接影响电池的SOH。混合动力系统车辆受限于系统成本以及布置空间配备电池电量较少，但是其对于电池充放电功率需求比较大，尤其是在制动回收多、拥堵程度严重等使用工况下，发动机并联发电电量、制动回收电量、纯电动耗电量比例更高，当前的整车控制控制策略只考虑整车对电池功率的需求，未考虑电池的当前健康状态SOH下剩余的有效吞吐量，这会导致在电池充放电功率需求较大的工况电池的容量过早衰减至失效状态，不满足电池的设计使用寿命。
发动机并联发电电量、制动回收电量、纯电动耗电量对电池吞吐量的影响较大，但是制动回收直接影响到整车的制动力，纯电动模式下电机是动力系统的唯一动力源，因此无法调整制动回收模式下的制动力以及纯电动模式下的电机驱动力。为了权衡整车经济性与电池吞吐量，基于电池的当前健康状态SOH，本发明主要从发动机并联模式发电功率以及纯电动模式占比两方面进行改进。
如图1所示，混合动力车辆包括整车控制器1、动力电池管理系统BMS2、发动机控制器3和电机控制器4。整车控制器1与动力电池管理系统BMS2进行CAN通讯交互，根据电池管理系统BMS2反馈的电池健康状态SOH修正混合动力系统的纯电混动切换条件、并联模式发电功率两项关键控制参数，以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率。
混合动力车辆参数配置方法实施例1
本实施例混合动力车辆以公交车为例进行说明。
如图2所示，第一步：在实验室条件下，采用交叉实验的方法，进行不同充放电倍率、充放电深度和环境温度的实验，计录在整个电池的全生命周期内，此三种因素对电池健康状态的影响度，形成影响度函数。
第二步：在实际路况下，整车控制器自动记录当天工况数据，主要包括电池温度、放电深度(其对应着SOC变化区间)、充放电倍率(对应着充放电功率)等。
第三步：根据实际路况前一天的电池温度、放电深度(其对应着SOC变化区间)、充放电倍率(对应着充放电功率)数据，按照试验室测试条件下的影响度函数，综合判断其对于电池SOH的影响，算出此工况下一天的数据导致的电池健康状态衰减数值ΔHealth loss。
第四步：根据实车设计寿命里程数、当前仪表里程数做差可以算出剩余寿命期限的里程数，再除以单日的平均里程数，即得到剩余的寿命天数S。
第五步：将此工况前一天数据导致的电池衰减数值ΔHealth loss乘以剩余的寿命天数S，得出此工况下剩余寿命期限导致的电池容量衰减总数值。
第六步：计算电池当前的SOH与电池容量衰减余量SOHfinal，SOHfinal＝SOH-(ΔHealth loss*S)，判断SOHfinal与失效下限SOHdown的大小，如果SOHfinal大于或者等于SOHdown，则满足使用寿命要求；如果SOHfinal小于SOHdown，则在原来整车控制策略的基础上，根据SOHfinal与SOHdown的差值大小，适当提高混合动力系统的纯电混动切换条件并降低并联模式发电功率。
每天重复上述步骤二至步骤六，按照每天不同的工况与外界环境条件修正混合动力系统的纯电混动切换条件、并联模式发电功率两项关键控制参数。
本实施例中ΔHealth loss为车辆前一天的健康状态衰减数值，作为其他实施方式，根据公交车运营的特点，还可以计算公交车前7天对应的健康状态衰减数值，并通过求平均值的方式计算电池一天的健康状态衰减数值；当然，也可以计算公交车前一个月对应的健康状态衰减数值，并通过求平均值的方式计算电池一天的健康状态衰减数值。实际应用中，可以根据需求计算公交车前设定天数对应的健康状态衰减数值平均值，以作为电池一天的健康状态衰减数值。
混合动力车辆参数配置方法实施例2
本实施例与混合动力车辆参数配置方法实施例1的不同之处仅在于：本实施例是比较S’与设计的车辆剩余寿命天数S的大小，其中，S’＝(SOH-SOHdown)/ΔHealth loss。若S’大于或者等于S，则满足使用寿命要求；若S’小于S，则在原来整车控制策略的基础上，根据S’与S差值大小，适当提高混合动力系统的纯电混动切换条件并降低并联模式发电功率。
本实施例的其他步骤与混合动力车辆参数配置方法实施例1的步骤相同，此处不再赘述。
计算机可读介质实施例：
本实施例中计算机可读介质包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序；所述处理器在执行所述计算机程序时实现混合动力车辆参数配置方法实施例1或混合动力车辆参数配置方法实施例2中的混合动力车辆参数配置方法。
混合动力车辆参数配置方法的具体实施过程在上述混合动力车辆参数配置方法实施例中已经介绍，这里不做过多赘述。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆参数配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据电池当前的电池健康状态SOH、电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss以及设计的车辆剩余寿命天数S，计算电池容量衰减余量SOHfinal＝SOH-(ΔHealth loss*S)；
2)比较SOHfinal与设定电池健康状态SOH下限SOHdown的大小；
3)若SOHfinal小于SOHdown，则调节车辆相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆参数配置方法，其特征在于：所述电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss为车辆前一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss1或车辆前设定天数的健康状态衰减数值的平均值ΔHealth loss2。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆参数配置方法，其特征在于：所述设计的车辆剩余寿命天数S是通过将车辆设计寿命里程数与当前仪表里程数做差后除以单日的平均里程数得到的。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆参数配置方法，其特征在于：ΔHealth loss的计算过程包括以下步骤：
A、在实验室条件下，测试电池不同的充放电倍率、放电深度和电池温度三种因素对电池SOH的影响度，形成影响度函数；
B、在实际路况下，记录某天的充放电倍率、放电深度和电池温度；
C、根据步骤B记录的充放电倍率、放电深度和电池温度，按照试验室测试条件下的影响度函数，综合判断三种因素对电池SOH的影响，计算电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss。
5.一种混合动力车辆参数配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据电池当前的电池健康状态SOH、设定电池健康状态SOH下限SOHdown以及电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss，计算电池实际剩余寿命天数S’＝(SOH-SOHdown)/ΔHealth loss；
2)比较S’与设计的车辆剩余寿命天数S的大小；
3)若S’小于S，则调节车辆相关参数以减少运行在纯电动模式的时间和/或降低并联模式电池的发电功率。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆参数配置方法，其特征在于：所述电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss为车辆前一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss1或车辆前设定天数的健康状态衰减数值的平均值ΔHealth loss2。
7.根据权利要求5所述的混合动力车辆参数配置方法，其特征在于：所述设计的车辆剩余寿命天数S是通过将车辆设计寿命里程数与当前仪表里程数做差后除以单日的平均里程数得到的。
8.根据权利要求5所述的混合动力车辆参数配置方法，其特征在于：ΔHealth loss的计算过程包括以下步骤：
A、在实验室条件下，测试电池不同的充放电倍率、放电深度和电池温度三种因素对电池SOH的影响度，形成影响度函数；
B、在实际路况下，记录某天的充放电倍率、放电深度和电池温度；
C、根据步骤B记录的充放电倍率、放电深度和电池温度，按照试验室测试条件下的影响度函数，综合判断三种因素对电池SOH的影响，计算电池一天的健康状态衰减数值ΔHealth loss。
9.一种计算机可读介质，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任意一项所述的混合动力车辆参数配置方法。
10.一种计算机可读介质，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求5-8中任意一项所述的混合动力车辆参数配置方法。
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