[发明专利]一种基于petri网的电动汽车状态模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于电动车及采用该建模方法的混合动力汽车控制领域，涉及一种电动车及插电式混合动力汽车状态机的建模方法。

背景技术

随着人们对节能和环保意识的增强，纯电动汽车的发展也越来越迅速，纯电动汽车的建模方法和控制算法是纯电动汽车开发的重点和难点。并与整个车辆的安全性、动力性和舒适性有直接的关系。

对电动车上电流程进行状态机建模时，系统状态复杂，转换条件多、并且对实时性、可靠性要求比较高，这些都对模型的建立和修改造成了很大困难。使用普通的建模方法对复杂系统进行建模比较困难，很难表达出系统的时间因素要求。

已有的技术中电动汽车建模方法，不能满足系统建模在时间上的要求，存在以下几方面缺陷：

一、对系统结构复杂、针对性比较强的系统建模时，所用空间极大，不利于模型的扩充和修改。

二、普通的建模方法无法表达出软件的模块化和层次化，无法方便的表达系统中时间的要求。

三、部分建模方法本身存在模糊性和二义性，增加了系统的不稳定因素。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上问题，本发明公开了一种基于petri网的电动汽车状态机的建模方法。petri网具有精确的定义，有坚实的数学基础支撑，利用petri网进行建模，在层次化、时间特性、着色机制上对该系统进行建模扩展，避免了模糊性、不确定性和矛盾性，可以有效的对状态机进行建模分析。

在纯电动车动力系统控制过程中，涉及到电机控制器（IPU）、整车控制器（HCU）、电池管理系统（BMS）等电控单元的工作流程和状态转换。把整车运行状态分为：初始状态、上电状态、故障状态、正常行驶状态、慢充充电状态、快充充电状态、下电状态。根据外界条件对上述条件进行控制。

本发明是一种基于Petri 网的纯电动汽车状态模型建模方法，主要应用于电动车及插电式混合动力汽车。

本发明具有采用以下技术方案。

一种基于Petri 网的纯电动汽车状态模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）整车控制器(HCU)上电时，控制继电器使电机控制器、电池管理系统、仪表控制器按时序初始化相关参数，然后停留在初始状态（P1）；

（2）当整车控制器(HCU)接收到外部钥匙信号（t1）时，首先按设定时序控制继电器使电机控制器、电池管理系统进入上电状态（P2），并对电机进行预充电；

（3）当在上电状态中预充电未成功完成或者整车控制器（HCU）接收到电机控制器、电池管理系统的故障信号，或者整车控制器（HCU）诊断出车辆自身电器故障、机械故障时，所述纯电动汽车控制状态由上电状态（P2）跳转到故障状态（p6）；

（4）当在上电状态中，同时满足以下条件时，纯电动汽车由上电状态（P2）转移到行驶状态（P3）：

电机预充电完成；

并且整车控制器（HCU）没有接收到电机控制器、电池管理系统的故障信号；

并且整车控制器（HCU）没有诊断出车辆自身电器故障、机械故障；

并且整车控制器（HCU）接收到驾驶员的档位信息和加速踏板信号；

并且整车控制器（HCU）没有通过CAN接收到外部快充请求信号（t3）和外部慢充请求信号（t4）时；

（5） 当在上电状态中，整车控制器（HCU）如接收到外部快充请求信号（t3），并且整车控制器没有接收到油门踏板信息时和外部慢充请求信号（t4）时，纯电动汽车进入快速充电状态（P4）；

（6） 在上电状态中，如整车控制器（HCU）接受到外部慢充请求信号（t4），并且没有接收到油门踏板信息时和外部快充请求信号（t3）时，纯电动汽车进入慢速充电状态（P5）；

（7）当纯电动汽车控制在行驶状态（P3）中，当整车控制器（HCU）接收到驾驶员的停车信号，或钥匙位置不处于点火状态时（t5），所述纯电动汽车从行驶状态（P3）转移到下电状态（P7）；

（8）当整车控制在快充状态（P4）时，当整车控制器（HCU）接收到快充完成标志信号后，等待预定时间，纯电动汽车从快充状态（P4）转移到下电状态（P7）；

（9）当整车控制在慢充状态（P5）时，当整车控制器（HCU）接收到慢充完成标志信号后，等待预定时间，所述纯电动汽车从慢充状态（P5）转移到下电状态（P7）。

利用本发明的模拟方法对纯电动车进行状态机建模，能把复杂的模型很方便的表示出来，达到了稳定可靠的目的，而且有利于系统的模块化和模型的二次开发。