技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動車控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合動力系統(tǒng)能量管理方法。

背景技術(shù)

增程式電動車作為混合動力汽車的一個分支，具有混合動力汽車的基本特點。有別于傳統(tǒng)汽車和純電動車，增程式電動車可由兩種能量源提供動力。這種雙能量源的特征增加了系統(tǒng)設(shè)計的靈活性，在整車能量管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制下，雙能量源與其他部件相互配合，可以進行多種優(yōu)化組合，形成不同的動力系統(tǒng)工作模式，以適應(yīng)不同的行駛工況。

同時，雙能量源也增加了增程式電動車混合動力系統(tǒng)的復(fù)雜性，如何進行多種工作模式的切換，如何實現(xiàn)雙能量源間能量流的優(yōu)化控制，成為混合動力系統(tǒng)研究領(lǐng)域的一個難點。為了解決由混合動力系統(tǒng)雙能量源所引起的工作模式切換問題，以及能量流的優(yōu)化控制問題，不得不增加一個能量管理系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車和純電動汽車所不具有的新問題，即必須通過一定的能量控制策略(Energy?Control?Strategy)來控制雙能量源之間能量流的協(xié)調(diào)和分配。控制策略是能量管理系統(tǒng)的核心，是實現(xiàn)增程式電動車節(jié)能、環(huán)保等目標(biāo)的關(guān)鍵所在。

目前研究最為廣泛的四類混合動力汽車能量管理策略：基于規(guī)則的控制策略、瞬時優(yōu)化控制策略、全局優(yōu)化控制策略和基于優(yōu)化算法的自適應(yīng)控制策略。

根據(jù)部件性能特性和工程經(jīng)驗選擇控制參數(shù)，在控制參數(shù)的變化范圍內(nèi)使用一組閾值(邏輯門限值)將其劃分成不同的區(qū)域，在不同的控制參數(shù)區(qū)域，混合動力汽車按照不同的狀態(tài)和能量供給模式工作，從而形成一組控制規(guī)則。控制參數(shù)通常有車速、汽車行駛的需求功率、發(fā)動機的功率、電池的荷電狀態(tài)(SOC)等。根據(jù)控制參數(shù)的閾值確定與否，又可以分成靜態(tài)邏輯門限能量管理策略和模糊規(guī)則能量管理策略，前者以精確的閾值來劃分系統(tǒng)的能量供應(yīng)狀態(tài)，后者對閾值進行模糊化處理后來決定系統(tǒng)的能量供應(yīng)狀態(tài)。這類策略的最大的優(yōu)點是易于工程實現(xiàn)。但是，基于規(guī)則的能量管理策略，無論是否進行過控制參數(shù)優(yōu)化，其在燃油經(jīng)濟性的提高方面還是存在一定的局限性。

瞬時優(yōu)化策略一般是采用“等效燃油消耗最少”法或“功率損失最小”法，二者原理類似，都是將兩個能量源的能量消耗用特定方法進行量化統(tǒng)一，以便于計算出最小整體消耗。瞬時優(yōu)化策略在每一步長內(nèi)是最優(yōu)的，但無法保證在整個運行區(qū)間內(nèi)最優(yōu)，而且需要大量的浮點運算和比較精確的車輛模型，計算量大，實現(xiàn)困難。這類能量管理策略目前主要應(yīng)用在內(nèi)燃機一蓄電池混合動力系統(tǒng)上，在計算機仿真上取得了很好的燃料經(jīng)濟性，在實車應(yīng)用上也取得了一些成果。但是這類策略在實車上應(yīng)用得并不廣泛，因為其對于車輛實時行駛狀態(tài)參數(shù)的采集、處理要求較高。

全局優(yōu)化控制策略，在事先知道汽車行駛的所有過程中所有工況參數(shù)的條件下，可以實現(xiàn)能量管理的全局優(yōu)化，有多種控制算法應(yīng)用到這種能量管理策略中，如動態(tài)規(guī)劃算法、離散動態(tài)規(guī)劃算法、遺傳算法等。全局優(yōu)化模式實現(xiàn)了真正意義上的最優(yōu)化，但實現(xiàn)這種策略的算法往往都比較復(fù)雜，計算量也很大，并且需要預(yù)先獲得所有的道路信息，在實際車輛的實時控制中很難得到應(yīng)用。

基于優(yōu)化算法的自適應(yīng)控制策略，可以根據(jù)當(dāng)前的行駛條件和路況自動的預(yù)測未來一段時間內(nèi)的自動調(diào)整控制參數(shù)以適應(yīng)行駛工況的變化。所謂自適應(yīng)，就是在每一時間步，根據(jù)當(dāng)前的行駛條件和路況要求來調(diào)整部件工作方式，通過優(yōu)化算法，在保證目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化的前提下，將扭矩需求合理地分配給發(fā)動機和電機。雖然自適應(yīng)控制策略的目標(biāo)函數(shù)模型、優(yōu)化算法等各不相同，但由于自適應(yīng)控制要實時采集大量的發(fā)動機運行數(shù)據(jù)，計算燃油油耗和排放點，優(yōu)化過程復(fù)雜，計算量大，導(dǎo)致其目前無法在實際中得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種燃油經(jīng)濟性好、易于實車實現(xiàn)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合動力系統(tǒng)能量管理方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合動力系統(tǒng)能量管理方法，所述的混合動力系統(tǒng)包括整車控制器、CAN總線、能量源、能量控制器和汽車動力附件，所述的整車控制器分別通過CAN總線連接能量控制器和汽車動力附件，所述的能量源與能量控制器連接，所述的方法包括以下步驟：

1)整車控制器通過CAN總線向汽車動力附件發(fā)送訪問信號，從汽車動力附件獲取能量管理策略計算所需數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)包括混合動力系統(tǒng)的需求功率和蓄電池SOC；

2)整車控制器判斷是否已接收到完整的數(shù)據(jù)，若是，則執(zhí)行步驟3)，若否，則返回步驟1)；

3)整車控制器根據(jù)接收到的能量管理策略計算所需數(shù)據(jù)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算出當(dāng)前最優(yōu)功率分配；