基于历史信息分析的氢电池混动车的能量管理装置及方法与流程

本发明涉及氢电池混动车，尤其涉及基于历史信息分析的氢电池混动车的能量管理装置及方法。

背景技术：

1、氢电池汽车，以氢能为主能源，通过向电堆供给氢气和空气实现氧化还原反应产生电能来为车辆供能。但是氢电池电堆有着输出特性软，响应慢，输出功率变化率过快会降低电堆寿命的缺点，不能单独作为供能能源，需要搭配锂电池作为辅助能源进行能源的补充和回收装置。因此开发高效的能量管理策略用于氢电池和锂电池的功率分配，对提升系统的寿命，减少氢气的消耗，提高驾驶车辆的经济性都有重要意义。高效的能量管理策略，需要对车辆速度以及加速度有着更精确的预测，现有的技术中，只是考虑了限制锂电池soc以及氢电池输出功率的限制以达到提升氢电池寿命的作用。然而对车辆的加速度与速度的预测没有作深入研究，也没有考虑到驾驶员行为模式的变化。如果能对速度与加速度的信息进行周期性地更新，便可以作出更精确地预测。如对驾驶信息不进行周期性更新处理，则会造成预测精度降低，能量管理策略的功率分配不合理，进而导致氢电池的耐久性下降，降低氢电池使用寿命的结果。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出基于历史信息分析的氢电池混动车的能量管理装置及方法。

2、本发明提出的基于历史信息分析的氢电池混动车的能量管理方法，包括：

3、获取驾驶员的驾驶信息序列，所述驾驶信息序列包括t时刻的行驶速度vt，t时刻对应的加速度at，以及t时刻对应的路面坡度θ；

4、根据驾驶信息序列中的加速度at，筛选出有效的驾驶信息序列，得到第一驾驶信息序列；

5、根据第一驾驶信息序列，得到加速度预测序列和速度预测序列；

6、根据加速度预测序列和速度预测序列，计算在车辆运行期间的需求功率，在预测的时间范围内使用最优控制理论方法中的极小值原理，得到氢电池的当前输出功率和锂电池的当前输出功率；

7、将氢电池的当前输出功率和锂电池的当前输出功率输入至混合动力系统的总线中。

8、优选地，“根据加速度at，筛选出第一驾驶信息序列”具体包括：

9、根据加速度at，剔除不同路面坡度θ下，加速度at为0所对应的驾驶信息序列，得到第一驾驶信息序列。

10、优选地，还包括：

11、根据第一驾驶信息序列，判断t时刻对应的加速度at是否大于第一阈值，得到第二驾驶信息序列；

12、根据第二驾驶信息序列，判断驾驶员类型。

13、优选地，“根据第二驾驶信息序列，判断驾驶员类型”具体包括：

14、根据第二驾驶信息序列，得到加速度大于第一阈值的概率；

15、根据概率判断驾驶员类型；

16、当概率大于0.5时，判定该驾驶员为激进型驾驶员；

17、当概率大于0.2且小于0.5时，判定该驾驶员为快速型驾驶员；

18、当概率小于0.2时，判定该驾驶员为稳健型驾驶员。

19、6、优选地，“根据第一驾驶信息序列，得到加速度预测序列和速度预测序列”具体包括：

20、根据第一驾驶信息序列，得到速度的概率分布函数与加速度的概率分布函数；

21、在预测时间范围内，将速度的概率分布函数与加速度的概率分布函数采用平滑预测法，得到加速度预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数以及速度的预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数；

22、通过加速度预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数，取置信水平大于0.8时对应的置信区间的加速度的平均值作为预测值；

23、通过速度的预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数，取置信水平大于0.8时对应的置信区间的速度的平均值作为预测值；

24、得到预测时间范围内的加速度预测序列与速度预测序列。

25、优选地，“根据加速度预测序列和速度预测序列，计算在车辆运行期间的需求功率”，具体包括：

26、根据加速度预测序列和速度预测序列，计算混合动力系统总线需求功率以及氢电池输出功率；

27、通过总线需求功率与氢电池输出功率的差值，得到锂电池的输出功率。

28、本发明提出的基于历史信息分析的氢电池混动车的能量管理装置，包括：

29、存储模块，用于储存各周期的驾驶员的驾驶信息，记录t时刻的行驶速度vt，t时刻对应的加速度at，以及t时刻对应的路面坡度θ；

30、数据处理模块，用于从存储模块中获取驾驶员的驾驶信息序列，所述驾驶信息序列包括t时刻的行驶速度vt，t时刻对应的加速度at，以及t时刻对应的路面坡度θ；根据驾驶信息序列中的加速度at，筛选出有效的驾驶信息序列，得到第一驾驶信息序列；

31、计算模块，用于根据第一驾驶信息序列，得到加速度预测序列和速度预测序列；根据加速度预测序列和速度预测序列，计算在车辆运行期间的需求功率，在预测的时间范围内使用最优控制理论方法中的极小值原理，得到氢电池的当前输出功率和锂电池的当前输出功率；

32、执行模块，将氢电池的当前输出功率和锂电池的当前输出功率输入至混合动力系统的总线中。

33、优选地，所述数据处理模块具体用于：根据加速度at，剔除不同路面坡度θ下，加速度at为0所对应的驾驶信息序列，得到第一驾驶信息序列。

34、优选地，还包括：

35、判别模块，用于根据第一驾驶信息序列，判断t时刻对应的加速度at是否大于第一阈值，得到第二驾驶信息序列；

36、根据第二驾驶信息序列，得到加速度大于第一阈值的概率；

37、根据概率判断驾驶员类型；

38、当概率大于0.5时，判定该驾驶员为激进型驾驶员；

39、当概率大于0.2且小于0.5时，判定该驾驶员为快速型驾驶员；

40、当概率小于0.2时，判定该驾驶员为稳健型驾驶员。

41、优选地，所述计算模块具体用于：根据第一驾驶信息序列，得到速度的概率分布函数与加速度的概率分布函数；

42、在预测时间范围内，将速度的概率分布函数与加速度的概率分布函数采用平滑预测法，得到加速度预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数以及速度的预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数；

43、通过加速度预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数，取置信水平大于0.8时对应的置信区间的加速度的平均值作为预测值；

44、通过速度的预测值关于第一驾驶信息序列的概率分布函数，取置信水平大于0.8时对应的置信区间的速度的平均值作为预测值；

45、得到预测时间范围内的加速度预测序列与速度预测序列。

46、本发明中，所提出的基于历史信息分析的氢电池混动车的能量管理装置及方法，通过周期性更新驾驶信息序列，调整了氢电池混动车的能量管理中氢电池与锂电池的功率分配，最大化的合理分配能量，优化了能量管理，从而提高了混动车能量利用率以及提升了混动车经济性，同时延长了氢电池使用寿命。