[发明专利]一种车载空调与可再生制动协调控制方法

说明书

本发明涉及一种车载空调与可再生制动协调控制方法，属于车载控制领域。该方法包括以下步骤：S1：面向控制的车厢热模型构建；S2：基于可再生制动的车厢热管理；S3：融合车速规划的车厢热管理。S1包括以下步骤：S11：基于可再生制动的电动汽车热与功率循环；S12：空调系统动态模型构建。车厢内鼓风机确保车厢通风，环境空气流量由再循环阀控制；蒸发器吸收车内热量，并经过冷凝器散热到外部环境；压缩机保持制冷剂在蒸发器与冷凝器之间流动；可再生制动能量用于驱动车载空调并给电池充电。本发明降低了车辆能耗，延长了电池使用寿命。

技术领域

本发明属于车载控制领域，涉及一种车载空调与可再生制动协调控制方法。

背景技术

纯电动汽车被认为是交通领域脱碳化最具潜力的技术并在近年来得到了快速发展。然而电动汽车发展仍受限于当前的电池技术，包括能量密度低、使用寿命短以及充电时间长的缺点。本发明致力于降低电池老化来延长其使用寿命。

如何延长动力电池使用寿命来满足实际应用需求已经成为学术界和工业界的共性难题。如特斯拉提出通过改变车辆驾驶方式及充电习惯来减缓电池老化，但仍无法满足对动力电池长使用寿命的需求。对于混合动力汽车，可以通过能量管理策略延缓动力电池老化。比如通过优化算法管理电池功率以及内燃机功率，可使电池工作在最佳荷电状态(state ofcharge:SOC)循环区间来减缓电池老化。对于纯电动汽车，当前研究则主要集中在通过充电优化来降低电池老化。由于动力电池是电动汽车的唯一动力源，因此无法应用如混合动力汽车的能量管理方法来降低电池老化。此时，需要开发更为精细化的、包含可再生制动能量及车辆附件能耗的能量管理策略来最小化纯电动汽车的电池老化。

通常，可再生制动能量首先给电池充电，然后通过电池放电驱动车载附件。本发明首次提出直接使用可再生制动能量给车载附件供电，以减少电池充放电从而减缓电池老化；同时，通过优化协调车载附件(即空调)的运行状态，进一步减少电池充放电，从而延长电池使用寿命。而当前的车载空调控制技术则并未融合可再生制动能量进行协调控制，也并未评估其对电池老化的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载空调与可再生制动协调控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车载空调与可再生制动协调控制方法，该方法包括以下步骤：

S1：面向控制的车厢热模型构建；

S2：基于可再生制动的车厢热管理；

S3：融合车速规划的车厢热管理。

可选的，所述S1包括以下步骤：

S11：基于可再生制动的电动汽车热与功率循环；

S12：空调系统动态模型构建。

可选的，所述S11具体为：车厢内鼓风机确保车厢通风，环境空气流量由再循环阀控制；蒸发器吸收车内热量，并经过冷凝器散热到外部环境；压缩机保持制冷剂在蒸发器与冷凝器之间流动；可再生制动能量用于驱动车载空调并给电池充电。

可选的，所述S12具体为：构建状态空间方程将车厢内部空气温度以及空调能耗相关联，具体的系统状态方程如下式所示：

其中k代表第k个时刻，H_k(·,·)是状态转移函数，R(·,·)是输出函数，X为系统状态向量，Y为系统输出向量，和为系统的控制输入量，其中代表蒸发器壁的温度设定值，代表鼓风机的空气流量；

建立状态转移函数，状态转移函数如下式所示：