[发明专利]基于随机运行工况模型的混合动力公交车能源管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力管理控制技术领域，具体涉及一种混合动力公交车能源管理方法。

背景技术

目前地球上由于燃油汽车的排放导致环境污染问题日益严重，而且石油资源有限，在几十年后就可能开采完。因此，混合动力汽车(HEV)成为了汽车领域的研究热点，HEV采用至少两种动力源，因此为了尽可能地让发动机工作在最佳工作区间，达到减少燃油消耗、减少污染物排放、回收利用制动动能等目的。

城市公交车作为城市主要交通工具，具有数量较多的特点，对于城市空气的污染影响较大，因此人们开始在城市公交车领域添加混合动力技术来降低城市的空气污染。目前已经有许多课题组在研究混合动力公交车的能量管理策略，然而大多数控制策略的针对性较弱，没有考虑到每条线路的运行特点，这样得到的控制效果并不十分理想。一些课题组利用GPS测得的样本来预测公交车未来的运动规律。并以此通过动态规划等手段来制定能量管理策略，这种做法能很好地利用循环工况来估计各时间段的功率需求，达到全局优化的目的。然而这种策略并不具备普适性，只有公交车确切地按照模型轨迹运作时才能达到控制效果。但实际情况是公交车的运行具有很强的随机性，几乎不会按照定制策略时的轨线运动，而且每次的耗时也是不同的，控制策略若基于固定模型很有可能无法达到预期的控制效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能源分配合理、燃油经济性高、尾气排放少、鲁棒性好、节能环保的基于随机运行工况模型的混合动力公交车能源管理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于随机运行工况模型的混合动力公交车能源管理方法，其实施步骤如下：

1)根据公交车运行的历史车速进行积分获取公交车的历史车速-位移关系；根据公交车运行的历史车速进行数值差分获取加速度-位移关系；根据各组历史的车速-位移关系与加速度-位移关系，获取运行路线上每一个位移点的历史平均车速和平均加速度，根据历史车速的方差获取公交车在每个位移点的车速随机因子；

2)根据历史平均车速和平均加速度获取当前位移点之后一定预测位移段内的功率需求，同时根据车速随机因子获取公交车在当前位移点之后一定预测位移段内的历史电机功率变化范围，根据当前位移点之后一定预测位移段内功率需求和历史电机功率变化范围获取当前位移点的功率分配比范围；

3)将功率分配比范围结合目标函数J=minuE{∫S0S0+P(wfJf(u,s)+wgJg(u,s))ds}]]>枚举获取混合动力的最优分配比，并根据最优分配比控制发动机和电机的输出状态，其中J_f为公交车发动机的燃油消耗率，J_g为公交车发动机的污染物排放率，w_f为设定燃油消耗权值，w_g为设定污染物排放权值，s为当前位移点的位移，E为求平均值运算符，P为当前位移点以后的预测位移点数量，u为功率分配比范围内的功率分配比取样值。

作为本发明上述技术方案的进一步改进：

所述步骤1)中预先将公交车的运行路线根据站点分割为多个子路段，所述步骤3)中当前位移点的位移是指当前位移点相对当前子路段起点位置的位移。