[发明专利]混合动力系统能量管理的方法、装置及电子设备

说明书

本发明公开了混合动力系统能量管理的方法、装置及电子设备，该发明包括：获取车辆的循环工况，根据预设的规则对在循环工况下的车辆的工作模式进行划分得到第一能量管理策略，根据蓄电池荷电状态、车辆需求功率、燃料电池功率和蓄电池功率确定混合动力系统的状态方程，根据状态方程利用动态规划得到燃料电池功率最优解；根据燃料电池功率最优解确定燃料电池和蓄电池的功率分配关系；根据功率分配关系对第一能量管理策略改进得到第二能量管理策略，根据第二能量管理策略对混合动力系统进行能量管理。本发明实时监测车辆的能量状态，通过控制混合动力系统各动力源的能量流动在实现实时控制的同时提高了车辆的能量利用效率以及燃油经济性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及混合动力系统能量管理的方法、装置及电子设备。

背景技术

燃料电池/蓄电池混合动力系统具有噪音低和零排放等优势，其中，燃料电池是主要供能装置，蓄电池是辅助电源，通过能量管理满足车辆行驶功率需求。合理的能量管理可有效分配动力源的功率，并有望提升车辆的燃油经济性。

目前，能量管理策略(Energy Management Strategy，EMS)一般是以经验为主制定的具有启发式的控制策略，其中，基于确定性规则的策略一般是采用确定值对控制规则进行描述的策略，实时性较好，如状态机控制、功率跟随控制等。基于模糊控制的能量管理策略是采用模糊值对控制规则进行描述的策略，比如模糊预测控制。这些方法由于缺乏理论依据，无法实现全局最优。基于优化的能量管理策略一般是通过一些优化算法，使系统的燃油消耗最优，虽然可以实现全局最优，但由于需要提前知道全局工况信息且计算量较大难以应用于实时控制。

综上，目前亟需一种混合动力系统能量管理的技术，用于解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明提供混合动力系统能量管理的方法、装置及电子设备。

第一方面，本发明提供了混合动力系统能量管理的方法，包括：

获取车辆的循环工况；

根据预设的规则对在所述循环工况下的车辆的工作模式进行划分得到第一能量管理策略；所述第一能量管理策略包含M个工作模式，每个工作模式包含对应的车辆需求功率以及蓄电池荷电状态；所述车辆需求功率由所述车辆的电机提供；所述电机的输出功率由燃料电池功率和蓄电池功率确定；

根据所述蓄电池荷电状态、所述车辆需求功率、所述燃料电池功率和所述蓄电池功率确定混合动力系统的状态方程；

根据所述状态方程利用动态规划得到燃料电池功率最优解；

根据所述燃料电池功率最优解确定所述燃料电池和所述蓄电池的功率分配关系；

根据所述功率分配关系对所述第一能量管理策略改进得到第二能量管理策略；所述第二能量管理策略包含N个工作模式；

根据所述第二能量管理策略对所述混合动力系统进行能量管理。

进一步地，所述车辆为挖掘机；所述第二能量管理策略包含针对挖掘机工况的启动模式、运行模式、能量回收模式以及停机模式。

进一步地，根据所述状态方程利用动态规划得到燃料电池功率最优解，根据所述燃料电池功率最优解确定所述燃料电池和所述蓄电池的功率分配关系，包括：

获取性能指标以及约束条件；所述性能指标用于指示所述燃料电池的燃料消耗量；所述约束条件包括所述燃料电池的约束条件、所述蓄电池的约束条件以及所述电机的约束条件；

根据所述性能指标、所述约束条件、所述状态方程确定所述燃料电池和所述蓄电池的功率分配关系。

进一步地，所述根据所述功率分配关系对所述第一能量管理策略改进得到第二能量管理策略，包括：