[发明专利]整车能量管理实时仿真方法和系统

权利要求书

1.一种整车能量管理实时仿真方法，其特征在于，应用于整车系统的模型，所述模型采用Modelica语言编写，包括：延时模块、驾驶员系统模块、驱动系统模块和工况系统模块；

所述方法包括：

所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块根据整车能量管理策略完成每个时间步长的仿真后，所述延时模块获取仿真结束的真实时间；具体的，Modelica求解器完成所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块在一时间步长内的仿真计算后，通知所述延时模块，所述延时模块从Modelica自带的时钟模块获取仿真结束的真实时间；

如果所述真实时间小于当前步长的结束时间，所述延时模块控制所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块暂停仿真；等待新的真实时间等于所述结束时间后，所述延时模块控制所述工况系统模块输出整车运动参数以更新整车行驶的道路工况和整车状态，控制所述驾驶员系统模块获取新道路工况和整车状态下的新驾驶模拟器参数，控制所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块根据所述新驾驶模拟器参数进行下一步长的仿真，返回所述仿真结束的真实时间的获取操作，直到完成所有步长的仿真；其中，所述新驾驶模拟器参数由驾驶员在所述新道路工况和整车状态下操作驾驶模拟器产生；具体的，当新的真实时间等于当前步长的结束时间后，延时模块向工况系统模块发送第三控制指令，控制工况系统模块将求解器计算得到运动参数作为当前步长的结束时间的运动参数输出给工况模拟器，以更新整车行驶的道路工况和整车状态；驾驶员在新道路工况下操作驾驶模拟器，产生新驾驶模拟器参数后，延时模块向驾驶员系统模块发送第一控制指令，控制驾驶员系统模块获取新驾驶模拟器参数，作为下一步长仿真的输入；驾驶员系统模型获取新驾驶模拟器参数后，延时模块向求解器发送第二控制指令，控制求解器根据新驾驶模拟器参数进行所述驾驶员系统模块、所述工况系统模块和所述驱动系统模块下一步长的仿真；下一步长的仿真结束后，返回所述延时模块获取仿真结束的真实时间的步骤，直到到达预设的步长迭代次数，结束仿真；

如果所述真实时间大于当前步长的结束时间，且所述真实时间与所述结束时间的时间差小于设定阈值，所述延时模块根据所述真实时间与所述结束时间的时间差增大步长间隔，控制所述工况系统模块输出整车运动参数以更新整车行驶的道路工况和整车状态，控制所述驾驶员系统模块获取新道路工况和整车状态下的新驾驶模拟器参数，控制所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块根据所述新驾驶模拟器参数和新步长间隔进行下一步长的仿真，返回所述仿真结束的真实时间的获取操作，直到完成所有步长的仿真；具体的，所述延时模块将当前步长间隔，以及所述真实时间与所述结束时间的时间差的2倍相加，作为新步长间隔；

其中，所述步长间隔指每个时间步长的开始时间和结束时间之间的间隔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述驾驶员系统模块用于将所述驾驶模拟器参数转换为对所述驱动系统模块的控制信号；

所述驱动系统模块用于根据所述控制信号为整车提供动力；

所述工况系统模块用于将所述动力转换为所述运动参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驱动系统模块包括燃料电池模块和其他动力源模块，所述控制信号包括对所述燃料电池模块的控制信号和对所述其他动力源模块的控制信号；

所述燃料电池模块包括：电堆模块、氢气系统模块、空气系统模块和冷却系统模块；所述氢气系统模块、所述空气系统模块和所述冷却系统模块共同作用于所述电堆模块，使所述电堆模块在所述燃料电池模块的控制信号下提供电矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述驾驶员系统模块获取新道路工况和整车状态下的新驾驶模拟器参数，包括：

根据更新所述道路工况和整车状态的耗时，以及产生新道路工况和整车状态下的新驾驶模拟器参数的耗时，控制所述驾驶员系统模块获取所述新驾驶模拟器参数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冷却系统模块的输入参数包括环境温度；

所述方法还包括：

将冬季或夏季的环境温度输入所述冷却系统模块；

所述燃料电池模块根据所述环境温度下的仿真结果，调整内部BOP部件的控制策略。

6.一种整车能量管理实时仿真系统，其特征在于，包括：整车系统的模型、驾驶模拟器和工况模拟器；所述模型采用Modelica语言编写，包括：延时模块、驾驶员系统模块、驱动系统模块和工况系统模块；

所述工况模拟器用于模拟道路工况和整车状态并向驾驶员显示，根据所述工况系统模块输出的运动参数更新所述道路工况和整车状态；

所述驾驶模拟器用于根据驾驶员在所述道路工况和整车状态下的驾驶操作生成驾驶模拟器参数，并传输至所述驾驶员系统模块；

所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块根据整车能量管理策略完成每个时间步长的仿真后，所述延时模块用于获取仿真结束的真实时间；具体的，Modelica求解器完成所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块在一时间步长内的仿真计算后，通知所述延时模块，所述延时模块从Modelica自带的时钟模块获取仿真结束的真实时间；

如果所述真实时间小于当前步长的结束时间，所述延时模块控制所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块暂停仿真；等待新的真实时间等于所述结束时间后，所述延时模块控制所述工况系统模块输出整车运动参数以更新整车行驶的道路工况和整车状态，控制所述驾驶员系统模块获取新道路工况和整车状态下的新驾驶模拟器参数，控制所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块根据所述新驾驶模拟器参数进行下一步长的仿真，返回所述仿真结束的真实时间的获取操作，直到完成所有步长的仿真；其中，所述新驾驶模拟器参数由驾驶员在所述新道路工况和整车状态下操作驾驶模拟器产生；具体的，当新的真实时间等于当前步长的结束时间后，延时模块向工况系统模块发送第三控制指令，控制工况系统模块将求解器计算得到运动参数作为当前步长的结束时间的运动参数输出给工况模拟器，以更新整车行驶的道路工况和整车状态；驾驶员在新道路工况下操作驾驶模拟器，产生新驾驶模拟器参数后，延时模块向驾驶员系统模块发送第一控制指令，控制驾驶员系统模块获取新驾驶模拟器参数，作为下一步长仿真的输入；驾驶员系统模型获取新驾驶模拟器参数后，延时模块向求解器发送第二控制指令，控制求解器根据新驾驶模拟器参数进行所述驾驶员系统模块、所述工况系统模块和所述驱动系统模块下一步长的仿真；下一步长的仿真结束后，返回所述延时模块获取仿真结束的真实时间的步骤，直到到达预设的步长迭代次数，结束仿真；

如果所述真实时间大于当前步长的结束时间，且所述真实时间与所述结束时间的时间差小于设定阈值，所述延时模块根据所述真实时间与所述结束时间的时间差增大步长间隔，控制所述工况系统模块输出整车运动参数以更新整车行驶的道路工况和整车状态，控制所述驾驶员系统模块获取新道路工况和整车状态下的新驾驶模拟器参数，控制所述驾驶员系统模块、所述驱动系统模块和所述工况系统模块根据所述新驾驶模拟器参数和新步长间隔进行下一步长的仿真，返回所述仿真结束的真实时间的获取操作，直到完成所有步长的仿真；具体的，

所述延时模块将当前步长间隔，以及所述真实时间与所述结束时间的时间差的2倍相加，作为新步长间隔；

其中，所述步长间隔指每个时间步长的开始时间和结束时间之间的间隔。