[发明专利]一种混合驱动有轨电车的功率控制方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种混合驱动有轨电车的功率控制方法，其特征在于，包括：

获取混合驱动有轨电车的行驶信息，并确定与所述行驶信息相对应的行驶工况；行驶信息包括有轨电车的速度、加速度及功率中的一种或多种；行驶工况可分为三类，高速工况、中速工况和低速工况；

确定所述行驶工况对应的寻优区间；所述寻优区间是预先分析在不同行驶工况下，使哈密顿函数取得极小值的控制参数数值所属范围；

在所述寻优区间内对哈密顿函数的控制参数进行取值，使所述哈密顿函数能够取得极小值；其中，所述哈密顿函数由目标函数构造得到，所述目标函数表示根据电池组的输出功率和超级电容组的输出功率得到的有轨电车总能量消耗；

确定在所述哈密顿函数取得极小值时，所述哈密顿函数中电池组和超级电容组所对应的输出功率，并根据所述输出功率控制所述电池组和所述超级电容组的输出；

所述在所述寻优区间内对哈密顿函数的控制参数进行取值，使所述哈密顿函数能够取得极小值，包括：

在所述寻优区间内依次对所述控制参数进行取值，使得所述哈密顿函数在电池组和超级电容组对应的状态方程、预设约束条件和边界条件的约束下，能够取得极小值；

其中，电池组的状态方程由电池单体的电学模型得到，超级电容组的状态方程由超级电容单体的电学模型得到，所述预设约束条件包括使有轨电车正常运行且所述电池组和所述超级电容组工作在正常状态的设定，所述边界条件包括电池组的荷电状态在电车开始运行时刻的初始参考值，以及超级电容组的开路电压在电车开始运行时刻的初始参考值和在电车终止运行时刻的终止参考值；

电池单体的电学模型采用电池内阻模型进行建模，可得到相应的电学模型为：

式中，SOC_bat0为电池单体的初始荷电状态，SOC_{bat_cell}为电池单体的荷电状态，I_{bat_cell}为流过电池单体的电流，Q_{bat_cell}为电池单体的最大容量，R_{0_cell}为电池单体的内阻阻值，U_{bat_cell}为电池单体的端电压，U_{ocv_cell}为电池单体的开路电压，P_{bat_cell}与P_{batcell_out}分别为电池单体的消耗功率与输出功率；

超级电容单体的电学模型采用理想超级电容串联电阻进行建模，可得到相应的电学模型为：

式中，U_{c0_cell}为超级电容单体的初始开路电压，U_{c_cell}为超级电容单体的开路电压，U_{uc_cell}为超级电容单体的端电压，I_{uc_cell}为流过超级电容单体的电流，C_{uc_cell}为超级电容单体的最大容量，R_{uc_cell}为超级电容单体的内阻阻值，P_{uc_cell}与P_ucc_{ell_out}分别为超级电容单体的消耗功率与输出功率；

所述目标函数为：

由目标函数所构造的哈密顿函数H为：

其中，t₀为电车开始运行时刻，t_f为电车终止运行时刻，P_bat为电池组的输出功率，P_uc为超级电容组的输出功率，和分别为电池组和超级电容组的状态方程，λ_bat和λ_uc均为所述控制参数；

所述在所述寻优区间内依次对所述控制参数进行取值，使得所述哈密顿函数在电池组和超级电容组对应的状态方程、预设约束条件和边界条件的约束下，能够取得极小值，包括：

令控制参数λ_bat为0，在所述行驶工况所对应的控制参数λ_uc的寻优区间内依次对控制参数λ_uc进行取值，使得所述哈密顿函数在电池组和超级电容组对应的状态方程、预设约束条件和边界条件的约束下，能够取得极小值。