本發明涉及插電式混合動力汽車智能管理，具體為一種phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法。

背景技術：

1、插電式混合動力汽車擁有相比于燃料電池汽車更加成熟的技術和相比于純電動汽車更長的續航以及更低的充電設施依賴，是實現節能減排潛力進一步釋放的有效途徑。能量管理和擋位決策對整車性能產生重要影響，另外，在能量管理和擋位決策中實時、準確地體現駕駛員性能需求，對在提高整車性能的前提下實現phev(plug-in?hybrid?electricvehicle插電式混合動力汽車)個性化駕駛具有重要意義。

2、在《一種插電式混合動力汽車的實時優化能量管理方法》(cn109760669a)中，其發明公開了一種插電式混合動力汽車的實時優化能量管理方法。該方法把混雜系統理論引入phev系統中,將控制理論的優化算法應用到能量管理方法中,實時分配發動機和電機的動力輸出,既要滿足駕駛員對整車驅動力的需求,同時又要優化發動機,電機,蓄電池以及整車的效率。該方法制定了以每個時刻總的燃油消耗作為優化目標求解控制變量,即發動機和電機的輸出轉矩,在行駛工況未知的情況下實現每個時刻的燃油消耗最小。其節油效果優于基于規則的能量管理方法,而且沒有全局優化能量管理方法需要行駛工況已知的約束條件。

3、在《一種多檔機電復合傳動系統換擋點優化方法》(cn116588114a)中，其發明公開了一種多檔機電復合傳動系統換擋點優化方法。該方法選取某具有多檔機電復合傳動系統的并聯插電式混合動力汽車為研究對象，以車速、踏板開度、運行模式為控制參數，考慮發動機、電機雙動力源和電池荷電狀態的影響，在初始換擋規律的基礎上，以系統工作效率最優為目標，針對純電動模式、混合動力模式、發動機單獨驅動模式、行車充電模式等不同模式不同踏板開度下的換擋車速，采用direct(dividing?rectangles矩形分割)的全局優化方法進行離線優化。

4、在《a?two-term?energy?management?strategy?of?hybrid?electric?vehiclesfor?power?distribution?and?gear?selection?with?intelligent?state-of-chargereference》(zhou,q；du,cq.journal?of?energy?storage.2021.10,第42卷)一文中，為了同時提升整車控制策略的優化性能和實時性，提出了一種基于模型預測控制的長短期能量管理和擋位決策聯合優化控制策略，控制策略可分為兩個部分：利用大量實車工況數據，采用動態規劃方法計算出最優soc(state?of?charge電池荷電狀態)變化軌跡，利用神經網絡訓練得到輸入為工況信息，輸出為預測soc變化軌跡的神經網絡模型；將預測soc軌跡作為模型預測控制算法中的參考軌跡，可實時得到當前的能量分配結果和擋位決策結果，有效地克服了單獨采用動態規劃優化方法依賴工況的短板。

5、綜上，現有技術方案中大多將能量管理和擋位決策分開進行研究，未能充分考慮二者之間的耦合特性，少部分技術方案同時考慮了能量管理和擋位決策，但此類技術方案中未能合理體現駕駛員性能需求，且鮮有考慮動力性和經濟性綜合最優的方案。

技術實現思路

1、針對上述問題，本發明的目的在于提供一種phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，通過對能量管理及擋位決策的聯合優化，實現了在充分體現駕駛員個性化需求的同時達到動力性能和經濟性能綜合最優的目標。技術方案如下：

2、一種phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，包括以下步驟：

3、步驟1：根據動力系統構型，劃分工作模式；并根據動力系統構型，基于電量消耗-電量維持策略確定工作模式判斷邏輯；

4、步驟2：建立動力系統模型，具體包括：

5、建立發動機模型：基于發動機性能試驗得到的萬有特性試驗數據，分別建立油耗模型和發動機轉矩模型；

6、建立驅動電機和發電機模型：基于驅動電機和發電機臺架試驗數據，分別建立驅動電機和發電機轉矩和效率模型；

7、建立動力電池模型：建立動力電池組soc估算模型、動力電池組充電效率模型和動力電池組放電效率模型；

8、步驟3：根據所述動力系統模型，分別在每一種需要進行能量管理及擋位決策聯合優化的工作模式下，建立個性化綜合性能最優問題數學模型；

9、步驟4：根據所述個性化綜合性能最優問題數學模型，分別在每一種需要進行能量管理及擋位決策聯合優化的工作模式下，求解其個性化綜合性能最優問題，獲取個性化能量管理及擋位決策最優解。

10、本發明的有益效果是：

11、本發明將駕駛員的動力性和經濟性期望以線性加權的方式融入到插電式混合動力汽車個性化綜合性能函數中，并將動力系統的分配轉矩和變速器的目標擋位作為決策變量，建立個性化綜合性能最優問題數學模型；通過對能量管理及擋位決策的聯合優化，實現了在充分體現駕駛員個性化需求的同時達到動力性能和經濟性能綜合最優的目標。

技術特征：

1.一種phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，所述劃分工作模式具體為：針對串聯式phev，將工作模式劃分為純電動模式、增程模式、再生制動模式；針對并聯式phev，將模式劃分為純電動模式、發動機直驅模式、混合驅動模式、行車充電模式和再生制動模式；針對串并聯式phev，將工作模式劃分為純電動模式、增程模式、發動機直驅模式、混合驅動模式、行車充電模式和再生制動模式；針對功率分流式phev，將工作模式劃分為純電動模式、發動機直驅模式、功率分流混合驅動模式、行車充電模式和再生制動模式。

3.根據權利要求1所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，所述phev為串并聯式phev，其動力系統包括發動機、3擋變速箱、發電機m1、驅動電機m2、離合器c0、離合器c1、動力電池組、齒輪機構g1、齒輪機構g2、齒輪機構g3、齒輪機構g4、齒輪機構g5和主減速器g0；齒輪機構g1、g4和g5共同組成3擋變速箱和驅動電機m2輸出動力的耦合裝置；

4.根據權利要求1所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，步驟2具體為：

5.根據權利要求1所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，步驟3具體為：

6.根據權利要求1所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，步驟4具體為：

7.根據權利要求6所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，所述phev為串并聯式phev，其動力系統包括發動機、3擋變速箱、發電機m1、驅動電機m2、離合器c0、離合器c1、動力電池組、齒輪機構g1、齒輪機構g2、齒輪機構g3、齒輪機構g4、齒輪機構g5和主減速器g0；齒輪機構g1、g4和g5共同組成3擋變速箱和驅動電機m2輸出動力的耦合裝置；

8.根據權利要求7所述的phev個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法，其特征在于，步驟432中執行溫度衰減函數具體為：

技術總結
本發明涉及插電式混合動力汽車智能管理技術領域，公開了一種PHEV個性化能量管理與擋位決策聯合優化方法。首先根據動力系統構型，劃分工作模式，確定工作模式判斷邏輯；然后建立發動機模型、驅動電機和發電機模型和動力電池模型；再分別在每一種需要進行能量管理及擋位決策聯合優化的工作模式下，建立個性化綜合性能最優問題數學模型，并求解其個性化綜合性能最優問題，獲取個性化能量管理及擋位決策最優解。本發明通過對能量管理及擋位決策的聯合優化，實現了在充分體現駕駛員個性化需求的同時達到動力性能和經濟性能綜合最優的目標。

技術研發人員：陰曉峰,李鴻,張金紅,付李悅,劉莫焊,胡洋
受保護的技術使用者：西華大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28