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专利号: 2020107727741
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种等效消耗最小策略的混合动力汽车能量管理方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:建立混合动力汽车的能量管理系统模型;步骤二:基于混合动力汽车的能量管理系统模型并通过小波变换的等效消耗最小策略以构造混合动力汽车的能量管理策略;步骤三:由混合动力汽车的能量管理策略对混合动力汽车的能量进行管理。

2.根据权利要求1所述的一种等效消耗最小策略的混合动力汽车能量管理方法,其特征在于:步骤一的建立混合动力汽车的能量管理系统模型的方法包括:

1)、建立氢氧燃料电池的功率模型:

式中的 为氢气的质量, 为氢气的燃烧热值, 为氢气燃烧热转化为动力的效率;

2)、建立锂电池的功率模型:

式中的u 为锂电池的电压;i(t) 为锂电池的瞬时电流;SOCbat 为锂电池的SOC;SOC0为锂电池SOC的初始值;Qbat 为锂电池所能容纳的最大电荷量;

3)、建立超级电容的功率模型:

式中的SOCsc为超级电容的SOC,SOC1 为超级电容SOC的初始值;Q0 为超级电容初始的电荷量;Qsc_max 为超级电容所能容纳的最大电荷量;u(t) 为超级电容的瞬时电压;Ri 为超级电容的内阻;

4)、建立混合动力汽车的功率模型:

式中,Preq为混合动力汽车的需求功率;1 为燃料电池提供功率的效率;2 为超级电容提供功率的效率;Pfc 为燃料电池提供的功率;Pbat 为锂电池提供的功率;Psc 为超级电容提供的功率;

步骤二中通过小波变换的等效消耗最小策略以构造混合动力汽车的能量管理策略的方法如下:

1)、采集任意混合动力汽车的负载数据,将该数据作为混合动力汽车的需求功率Preq;

2)、利用小波变换对需求功率Preq进行处理,将数据分为高低两种频率的功率,高频需求功率由超级电容提供,中低频需求功率由燃料电池和锂电池共同提供;

3)、以燃料电池SOC作为约束条件,以燃料电池和锂电池电池的等效氢消耗使混合动力汽车燃料消耗达到最小;

步骤三中对混合动力汽车的能量进行管理的方法为:

1)、当负载需求功率Preq 为正时:如超级电容SOC在合适工作范围内,利用小波变换分离功率,超级电容提供启动的瞬时峰值功率,燃料电池和锂电池通过等效消耗最小策略提供中低频功率,燃料电池提供持续的功率输出,锂电池作为辅助能量源提供输出功率;如超级电容SOC超出合适工作范围,利用小波变换分离功率,超级电容不提供功率,燃料电池和锂电池提供全部输出功率,燃料电池作为主能量源提供输出功率,锂电池作为辅助能量源提供输出功率;

2)、当负载需求功率Preq 为零时,负载没有功率变化,所有能量源都不工作;

3)、当负载需求功率Preq 为负时:超级电容SOC超出合适工作范围,首先超级电容SOC充电,当超级电容SOC达到最大值,锂电池SOC开始充电;超级电容SOC达到最大值时,直接给锂电池SOC充电。