CN107953881B - 基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其步骤：给定SoC的取值范围[SoC_min,SoC_max]，其中，SoC为电荷状态，SoC_min为电荷状态下限，SoC_max为电荷状态上限；设包含在[SoC_min,SoC_max]内的生存核为[z₁,z₂]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围；根据微分包含的范围与生存核[z₁,z₂]的切锥的交集非空，将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解；判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围。本发明能给出混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围，为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障。

Description

基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法

技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车控制技术领域，特别是关于一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法。

背景技术

在传统的方法中，一般要求在某一行程中车辆的初始电池SoC与行程终止电池SoC相同。并且电池SoC的初始值只能是一个确定的常数，因此如何确定混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围成为目前亟需解决的技术问题，以便为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障，同时可以效延长电池寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其能给出混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围，为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于包括以下步骤：1)给定SoC的取值范围[SoC_min,SoC_max]，其中，SoC为电荷状态，SoC_min为电荷状态下限，SoC_max为电荷状态上限；2)设包含在[SoC_min,SoC_max]内的生存核为[z₁,z₂]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围；3)根据微分包含的范围与生存核[z₁,z₂]的切锥的交集非空，将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解；4)判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围。

进一步，所述步骤1)中，确定车辆SoC所满足的方程：

其中x＝SoC，

u＝[T_eng,ω_eng,V_predict]^T；

式中，T_eng为发动机转矩；ω_eng为发动机转速；V_predict为预测车速；式中各变量的约束条件为：

SoC_min≤SoC≤SoC_max，

T_min≤T_eng≤T_max，

ω_min≤ω_eng≤ω_max

V_min≤V_predict≤V_max。

进一步，所述步骤2)中，微分包含的范围为：

进一步，所述步骤3)中，两个优化问题如下：优化问题I：

min z

s.t.f₂(z)≥0

SoC_min≤z≤SoC_max

求解优化问题I得到最优解a；

优化问题II：

max z

s.t.f₁(z)≤0

SoC_min≤z≤SoC_max

求解优化问题II得到最优解为b。

进一步，所述步骤4)中，判断优化问题I的最优解a与化问题II的最优解为b的大小关系，若a＞b，则无解；如果a＜b,得到SoC的初始值范围为[a,b]，即如果车辆在某一行程开始时候的电池SoC值在区间[a,b]内,那么车辆行程结束时候车辆电池的SoC值也在区间[a,b]区间内。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明能给出混合动力车辆电池的初始SoC值所在的范围，只要混合动力车辆电池的初始SoC值在此范围内，那么车辆行程结束以后的电池SoC值也可以控制在这个范围内。也就是说电池SoC的值可以始终处于这个范围内。2、本发明将车辆电池SoC的微分方程转化为微分包含形式，然后通过求解两个优化问题得到电池SoC的初始范围，为控制电池SoC的范围提供了理论上的保障。

附图说明

图1为本发明的整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

文中涉及到的符号解释如下：

SoC—电荷状态；

T_eng—发动机转矩；

ω_eng—发动机转速；

V_predict—预测车速；

SoC_min—电荷状态下限；

SoC_max—电荷状态上限；

T_min—发动机转矩下限；

T_max—发动机转矩上限；

ω_min—发动机转速下限；

ω_max—发动机转速上限；

V_min—预测车速下限；

V_max—预测车速上限。

如图1所示，本发明提供一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其包括以下步骤：

1)给定SoC的取值范围[SoC_min,SoC_max]。

确定车辆SoC所满足的方程：

其中x＝SoC，

u＝[T_eng,ω_eng,V_predict]^T；

在上式中，各变量的约束条件为：

SoC_min≤SoC≤SoC_max

T_min≤T_eng≤T_max

ω_min≤ω_eng≤ω_max

V_min≤V_predict≤V_max

进一步将约束范围记作U。

2)设包含在[SoC_min,SoC_max]内的生存核为[z₁,z₂]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围：

3)根据微分包含的范围与生存核[z₁,z₂]的切锥的交集非空，可以将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解：

两个优化问题如下：

优化问题I：

minz

s.t.f₂(z)≥0

SoC_min≤z≤SoC_max

求解优化问题I得到最优解a；

优化问题II：

maxz

s.t.f₁(z)≤0

SoC_min≤z≤SoC_max

求解优化问题II得到最优解为b。

4)判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围：

判断优化问题I的最优解a与化问题II的最优解为b的大小关系，若a＞b，则无解；如果a＜b,得到SoC的初始值范围为[a,b]；也就是说如果车辆在某一行程开始时候的电池SoC值在区间[a,b]内,那么车辆行程结束时候车辆电池的SoC值也在区间[a,b]区间内。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)给定SoC的取值范围[SoC_min,SoC_max]，其中，SoC为电荷状态，SoC_min为电荷状态下限，SoC_max为电荷状态上限；

2)设包含在[SoC_min,SoC_max]内的生存核为[z₁,z₂]，也就是SoC初始值的范围；并根据车辆SoC所满足的方程及各变量的约束条件确定微分包含的范围；

3)根据微分包含的范围与生存核[z₁,z₂]的切锥的交集非空，将求解SoC初始值的范围问题转化为两个优化问题的最优解；

4)判断两个优化问题最优解的大小关系，进而确定SoC的初始值范围。

2.如权利要求1所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤1)中，确定车辆SoC所满足的方程：

其中x＝SoC，

u＝[T_eng,ω_eng,V_predict]^T；

式中，T_eng为发动机转矩；ω_eng为发动机转速；V_predict为预测车速；

式中，各变量的约束条件为：

SoC_min≤SoC≤SoC_max，

T_min≤T_eng≤T_max，

ω_min≤ω_eng≤ω_max

V_min≤V_predict≤V_max；

式中，T_min为发动机转矩下限；T_max为发动机转矩上限；ω_min为发动机转速下限；ω_max为发动机转速上限；V_min为预测车速下限；V_max为预测车速上限。

3.如权利要求1所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤2)中，微分包含的范围为：

式中，f(x,u)为车辆SoC所满足的方程；x＝SoC；u＝[T_eng,ω_eng,V_predict]^T；U为约束范围。

4.如权利要求3所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤3)中，两个优化问题如下：

优化问题I：

min z

s.t.f₂(z)≥0

SoC_min≤z≤SoC_max

求解优化问题I得到最优解a；

优化问题II：

max z

s.t.f₁(z)≤0

SoC_min≤z≤SoC_max

求解优化问题II得到最优解为b；

式中，z为SoC的初始值，f₁(z)为f₂(z)为

5.如权利要求4所述的基于生存理论确定混合动力车辆初始SoC值范围的方法，其特征在于：所述步骤4)中，判断优化问题I的最优解a与化问题II的最优解为b的大小关系，若a>b，则无解；如果a<b,得到SoC的初始值范围为[a,b]，即如果车辆在某一行程开始时候的电池SoC值在区间[a,b]内,那么车辆行程结束时候车辆电池的SoC值也在区间[a,b]区间内。