CN114368320B - 一种根据天气预报主动管理整车soc的控制方法、*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法及***。本发明采用修正算法提高行驶过程中电池的电量保障在下一次上电过程后电池的充放电功率达到目标值,此时可以满足行驶过程中发动机启动和驾驶员基本的加速需求,同时在电量足够的前提下可减少甚至不用开启电池加热***,达到降低能耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域,特别涉及根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法、***。
背景技术
对于混合动力车来说,如果环境温度过低,在停车放置一夜后电池在低温环境下放电功率和充电功率都会出现严重的衰减特别在SOC较低的工况下充放电功率可能会限制为0,所以针对此问题大部分车型在启动过程中通过给电池加热提高电池能力,同时对于混合动力汽车在电池严重衰减时可以通过发动机来提供驱动能量。
采用给电池加热的方案需要时间进行加热,如果SOC较低在加热过程由于充放电功率限制较大会导致一段时间内电池无法输出较大功率甚至不输出功率,对于采用P1电机启动的车型可能会造成发动机无法启动的后果,同时会对整车的加速性能有明显的影响;采用给电池加热的方案同时也会消耗一部分能量导致续航里程变短。
发明内容
通过本专利可以提前识别最近几天的天气,采用修正算法提高行驶过程中电池的电量保障在下一次上电过程后电池的充放电功率达到目标值,此时可以满足行驶过程中发动机启动和驾驶员基本的加速需求,同时在电量足够的前提下可减少甚至不用开启电池加热***,达到降低能耗的目的。其具体技术方案如下所述。
作为第一方面,本发明提供了一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法,所述步骤包括:
S1,收集当天及前N天的天气信息,根据天气信息判断是否执行主动管理SOC程序;
S2,若判断为执行,则开始计算满足车辆所需状态的目标SOC;
S3,通过识别当前整车的参数对目标SOC进行选择和修正,得到当前行车需要保电的修正目标SOC;
S4,依照能量管理策略把整车的实际SOC保持在修正目标SOC的范围内。
结合第一方面,在其可能发生的任意一种情况下的第一种情况为,所述步骤S1包括:
S11,获取N天的天气温度分别标注为T1,T2,T3,···,TN,计算处理得到最近N天平均温度Tp=(T1+T2+···+TN)/N,同时计算最近N天的温度的方差Sp=[(T1-Tp)^2+(T2-Tp)^2+(T3-Tp)^2+···+(TN-Tp)^2]/N;
S12,判断需要开启主动管理SOC的条件如下:
平均温度Tp≤预设温度值Ta;
温度方差Sp≥预设温差Tb&&最近N天任意一天温度≤预设温度值c;
Ta:电池放电能力减少一半的温度值;
Tb:最近N天出现急剧降温的温差值;
Tc:最近N天存在最低气温通过方差计算而得的温度值;
如满足,则主动管理SOC条件成立。
结合上述第一种情况,在其可能发生的任意一种情况下的第二种情况为,所述步骤S2包括:
S21,获取发动机的需求功率P;
S22,根据不同的电池的性能参数确定BMS在不同温度、不同SOC下对应电池的充放电功率Pm;
S23,根据Pm及输入的P/n以及平均温度Tp输入预设模型计算得到目标SOC,其中n表示电池端到电机端的转换效率。
结合上述第二种情况,在其可能发生的任意一种情况下的第三种情况为,所述步骤S3包括:
S31,获取环境温差的修正比例系数λ1,其计算逻辑如下:
λ1=|当天环境温度T1–最近N天平均温度Tp|*T0/Tp*|当前环境温度T0–当天环境温度T1|;
S32,获取不同运行模式对应的预设比例系数λ2及预设的根据不同环境温度进行微调的增益系数Δ1;
S33,按照预设判断条件判断是否进行目标SOC修正,若需要则按如下逻辑进行修正:修正目标SOC=目标SOC*λ1*λ2+Δ1。
结合上述第三种情况,在其可能发生的任意一种情况下的第四种情况为,所述目标SOC分为满足发动机启动的目标SOC1和满足动力性需求的目标SOC2,其对应的发动机的需求功率P分为根据环境舱的不同温度下发动机启动需求功率最大值P1和满足整车基本的加速需求的电池需要提供的功率P2;
根据Pm及输入的P1/n以及平均温度Tp得到目标SOC1;
根据Pm及输入的P2/n以及平均温度Tp得到目标SOC2。
结合上述第四种情况,在其可能发生的任意一种情况下的第五种情况为,按照预设判断条件判断是否进行目标SOC修正为:油量或车速低于预设值时将目标SOC进行修正,并调节为目标SOC1;油量或车速超过预设值时将目标SOC进行修正,并调节为目标SOC2。
结合第一方面及上述第一至第五种情况的其中任意一种情况,在其可能发生的任意一种情况下的第六种情况为,上述方法中所述能量管理策略为:
实际SOC≥修正目标SOC+预设误差上限SOC时,发动机在整车需求功率超出电池能力后才启动发动机否则不启动;
修正目标SOC+预设误差上限SOC≥实际SOC≥修正目标SOC-预设误差SOC时发动机启动进入串联发电模式,发动机根据需求进行发电,保证整车SOC一直保持在修正目标SOC的范围内;
实际SOC≤修正目标SOC-预设误差SOC时发动机长启,保证SOC可以达到修正目标SOC的范围内。
作为第二方面,本发明公开了一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制***,所述***包括PAD***和VCU***,其中:
VCU***,用于根据N天的温度信息对整车SOC进行管理控制;
PAD***,用于获取N天的温度信息供VCU***分析使用,并接收VCU***所反馈的信息,提供人机交互功能。
作为第三方面,本发明提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或多个程序指令,所述程序指令被处理器执行时,完成上述的任意一种方法。
作为第四方面,本发明提供了一种电动车辆,其特征在于,所述车辆安装有上述的***以及存储有供所述***运行的程序指令的上述的计算机可读存储介质。
本发明的有益效果是:
本发明可以有效的利用天气预报的信息预估出下次使用车辆时需要保持的SOC,适用于北方寒冷的天气,可以减少混合动力车在室外放置一夜后出现发动机无法启动,行车过程加速弱的风险。同时在不增加整车成本的前提下,通过特定的控制逻辑实现节能的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的***流程图;
图2为某车型运行过程中滚动阻力系数对应功率参数表;
图3为某车型运行过程中匀速需求功率参数表;
图4为某车型搭载三元锂电池的放电参数表;
图5为某车型发动机启动需求的功率参数表;
图6为满足启动和续航工况下的目标SOC范围图;
图7为满足加速工况下的目标SOC范围;
图8为目标SOC计算逻辑
图9为目标SOC修正的条件判断;
图10为仿真得到的目标SOC和温度的关系表;
图11为目标SOC修正计算结果;
图12为本发明的***结构图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例。
实施例1
如图1所示,本实施例公开了一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法,其大致方法流程如下所述:
步骤S1:整车上电后,PAD(多媒体)收集最近7天的天气预报的信息,反馈给VCU进行功能开启逻辑判断;
VCU对最近7天的天气温度分别为T1(当天),T2,T3,T4,T5,T6,T7进行计算处理得到最近7天平均温度Tp=(T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7)/7;
同时计算最近7天的温度的方差(温度稳定情况):Sp=[(T1-Tp)^2+(T2-Tp)^2+(T3-Tp)^2+(T4-Tp)^2+(T5-Tp)^2+(T6-Tp)^2+(T7-Tp)^2]/7。
VCU判断需要开启主动管理SOC的条件如下:
计算平均温度Tp≤Ta(影响电池放电能力的温度值);
温度方差Sp≥Tb(温差大于一定范围)&&最近7天任意一天温度≤Tc(影响电池放电能力的温度值);
Ta:电池放电能力减少一半的温度值,三元锂电池在0℃左右,磷酸铁锂电池在5℃左右;
Tb:判断最近7天是否出现急剧降温的温差范围,一般认为Tb=10左右温度的离散型性较强;
Tc:最近7天存在最低气温导致电池放电能力下降,基于方差计算Tc=5℃。
如图2所示,主动管理SOC条件成立后,VCU识别当前的行车工况为READY状态且整车挡位为P挡且当前无车速保证行车安全前提下给PAD发送弹框,提示用户是否选择主动管理SOC。
PAD反馈驾驶员的选择结果,如果驾驶员长时间不选择则默认为不允许。
步骤S2:驾驶员选择VCU主动管理SOC后,VCU开始计算满足下次上电启动和加速的SOC值;
计算发动机启动的需求功率P1,P1根据环境舱的不同温度下发动机启动需求功率取最大值;计算满足整车基本的加速需求电池需要提供的功率P2,P2根据加速计算的功率与发动机启动后根据NVH限制的功率之差,具体参数可参考图2和图3。
BMS在不同温度,不同SOC下对应电池的充放电功率Pm,Pm根据不同的电池的性能参数进行确定具体可参考图4数据。
根据Pm对照图4进行查表的结果,以及P1/n和P2/n的值,加上步骤1计算得到的平均温度Tp输入预设模型,计算得到满足发动机启动的电池目标SOC1和满足动力性需求的电池目标SOC2;其中n表示电池端到电机端的转换效率。
具体的计算逻辑如图6所示,满足某车型启动目标SOC1(如图5)和循环工况匀速100km/h(需求功率17.2kw)的目标SOC2的计算逻辑,通过仿真数据分析环境温度低于0℃以下需要根据环境温度对目标SOC进行修正。
若需要满足低温工况下0-100公里的加速性能,某车型计算得到的功率P2需求如下表所示:
满足某车型驾驶员的加速性能需求根据以上仿真结果得到SOC2在15%且温度为9℃可以满足0-100公里的加速性能,仿真结果(如图7)可以看出,不同的温度对应SOC2的值不一样。
步骤S3:VCU通过识别当前整车的各种参数对步骤S2计算的目标SOC进行选择和修正,得到当前行车需要保电的SOC值,同时识别那些工况是不需要采用计算值得到有效性的使能;
当前需要考虑进行修正的条件如下图8所示,目标SOC根据环境温差进行修正,修正的比例系数λ1计算逻辑如下:
λ1=|当天环境温度T1–最近7天平均温度Tp|*T0/Tp*|当前环境温度T0–当天环境温度T1|;其中λ1的值的限制范围为[0.8,1.2]
目标SOC根据不同的运行模式(ECO/NORMAL/SPORT)比例系数修正,比例系数对应关系为λ2根据不同运行模式进行查表获得;
目标SOC根据当前环境温度进行修正,增益系数Δ1对应关系为根据不同环境温度进行微调进行系数查表获得;
如图8所示,还需根据油量和车速的条件做为判断是否进行修正的条件,依据图9所示的判断逻辑进行是否修正的判断。当低油量或低车速下为防止发动机频繁启停将目标SOC调节为满足启动的SOC1,当油量或车速超过目标值则将目标SOC调节为满足动力需求的SOC2;
用户可能会选择不同的运行模式(EV(纯电),HEV(混动),FHEV(燃油))此时对应的目标SOC修正计算的逻辑进行区分,EV和FHEV模式不响应目标计算值,只在HEV模式下响应。
修正后的目标SOC的值=目标SOC*λ1*λ2+Δ1。
满足动力性P2的需求,仿真得到的目标SOC和温度的关系如图10所示,计算得到目标SOC后,根据驾驶员的不同操作习惯和整车实际状态对SOC进行修正。修正后的目标SOC如图11所示,其中设定λ1=0.95,λ2=0.95,Δ1=5%。
步骤4:通过步骤3得到修正后的目标SOC条件和使能信号,然后通过VCU的能量管理策略把整车的SOC保持在目标的SOC值范围内,采用能量管理策略的方式如下:
实际SOC≥修正目标SOC+预设误差上限SOC时,发动机在整车需求功率超出电池能力后才启动发动机否则不启动;
修正目标SOC+预设误差上限SOC≥实际SOC≥修正目标SOC-预设误差SOC时发动机启动进入串联发电模式,发动机根据需求进行发电,保证整车SOC一直保持在修正目标SOC的范围内;
实际SOC≤修正目标SOC-预设误差SOC时发动机长启,保证SOC可以达到修正目标SOC的范围内。
通过上述方法,可以有效的利用天气预报的信息预估出下次使用车辆时需要保持的SOC,适用于北方寒冷的天气,可以减少混合动力车在室外放置一夜后出现发动机无法启动,行车过程加速弱的风险。同时在不增加整车成本的前提下,通过特定的控制逻辑实现节能的效果。
实施例2
如图12所示,本实施例提供了一种***,所述***应用上述方法实现本发明的技术效果。
本实施例提供了一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制***,所述***包括PAD***和VCU***,其中:
VCU***,用于根据N天的温度信息对整车SOC进行管理控制;
PAD***,用于获取N天的温度信息供VCU***分析使用,并接收VCU***所反馈的信息,提供人机交互功能。
应理解,上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解为在阅读本发明的内容后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法,其特征在于,所述步骤包括:
S1,收集当天及前N天的天气信息,根据天气信息判断是否执行主动管理SOC程序;
S2,若判断为执行,则开始计算满足车辆所需状态的目标SOC;
S3,通过识别当前整车的参数对目标SOC进行选择和修正,得到当前行车需要保电的修正目标SOC;
S4,依照能量管理策略把整车的实际SOC保持在修正目标SOC的范围内;
所述步骤S1包括:
S11,获取N天的天气温度分别标注为T1,T2,T3,···,TN,计算处理得到最近N天平均温度Tp=(T1+T2+···+TN)/N,同时计算最近N天的温度的方差Sp=[(T1-Tp)^2+(T2-Tp)^2+(T3-Tp)^2+···+(TN-Tp)^2]/N;
S12,判断需要开启主动管理SOC的条件如下:
平均温度Tp≤预设温度值Ta;
温度方差Sp≥预设温差Tb且最近N天任意一天温度≤预设温度值c;
Ta:电池放电能力减少一半的温度值;
Tb:最近N天出现急剧降温的温差值;
Tc:最近N天存在最低气温通过方差计算而得的温度值;
如满足,则主动管理SOC条件成立;
所述步骤S2包括:
S21,获取发动机的需求功率P;
S22,根据不同的电池的性能参数确定BMS在不同温度、不同SOC下对应电池的充放电功率Pm;
S23,根据Pm及输入的P/n以及平均温度Tp输入预设模型计算得到目标SOC,其中n表示电池端到电机端的转换效率;
所述步骤S3包括:
S31,获取环境温差的修正比例系数λ1,其计算逻辑如下:
λ1 =当天环境温度T1–最近N天平均温度Tp*T0 / Tp*当前环境温度T0–当天环境温度T1;
S32,获取不同运行模式对应的预设比例系数λ2及预设的根据不同环境温度进行微调的增益系数Δ1;
S33,按照预设判断条件判断是否进行目标SOC修正,若需要则按如下逻辑进行修正:修正目标SOC=目标SOC*λ1*λ2 +Δ1;
所述目标SOC分为满足发动机启动的目标SOC1和满足动力性需求的目标SOC2,其对应的发动机的需求功率P分为根据环境舱的不同温度下发动机启动需求功率最大值P1和满足整车基本的加速需求的电池需要提供的功率P2;
根据Pm及输入的P1/n以及平均温度Tp查询预设参数对照表得到目标SOC1;
根据Pm及输入的P2/n以及平均温度Tp查询预设参数对照表得到目标SOC2。
2.根据权利要求1所述的一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法,其特征在于,按照预设判断条件判断是否进行目标SOC修正为:油量或车速低于预设值时将目标SOC进行修正,并调节为目标SOC1;油量或车速超过预设值时将目标SOC进行修正,并调节为目标SOC2。
3.根据权利要求1至2中任意一个所述的一种根据天气预报主动管理整车SOC的控制方法,其特征在于,所述能量管理策略为:
实际SOC≥修正目标SOC+预设误差上限SOC时,发动机在整车需求功率超出电池能力后才启动发动机否则不启动;
修正目标SOC+预设误差上限SOC≥实际SOC≥修正目标SOC-预设误差SOC时发动机启动进入串联发电模式,发动机根据需求进行发电,保证整车SOC一直保持在修正目标SOC的范围内;
实际SOC≤修正目标SOC-预设误差SOC时发动机长启,保证SOC可以达到修正目标SOC的范围内。
4.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或多个程序指令,所述程序指令被处理器执行时,完成权利要求1至3其中任意一个所述的一种方法。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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