一种识别工况后的自适应SOC平衡点调整的方法及装置与流程

一种识别工况后的自适应soc平衡点调整的方法及装置
技术领域
1.本发明涉及一种混合动力车平衡点调整方法及装置，特别是涉及一种用于识别工况后的自适应soc平衡点调整的方法及装置。属于混合动力车型能量管理的辅助控制技术领域。


背景技术：

2.油电混合动力车辆按照是否有外接充电设计，区分为插电式混合动力和非插电式混合动力两中，其中插电式混合动力车型多采用大容量的高压电池系统，因而soc平衡点多采用固定式，即根据电池包的容量、功率能力表以及整车属性需求等，选定一个固定的soc平衡点。本发明所针对的非插电式混合动力车辆，动力电池系统有容量小，soc变动快，功率能力受soc影响大等特点，固定式的soc平衡点做法，很难适应在多场景情况下的整车性能一致性，比如同样是50%的soc，对于不同温度条件的电池包，所具备的充放电能力是不同的，如果在夏天和冬天采用同一个soc平衡点会导致冬天车辆很容易出现限功率、动力不足、油耗恶化等，而夏天却无明显影响的现象发生。总结，固定式soc平衡点做法有两方面的缺点：其一，车辆外部环境变化（温度、海拔等）后整车性能差异无法保证；其二，车辆内部状态变化（发动机能力受限、车速状态变化）后整车性能差异无法保证。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种识别工况后的自适应soc平衡点调整的装置，基于对控制器内部采集的驱动部件、动力电池信息、车辆行驶信息、环境信号等等信息，归纳和分析出车辆的运行状态及道路场景，再实时计算一个合理的soc平衡点，混合动力控制主程序通过调用该平衡点值，实时调整soc的使用窗口，确保整车的性能指标能符合驾驶员的预期。
4.本发明一种识别工况后的自适应soc平衡点调整的装置，所述装置包括：信息采集与处理层：用于采集车辆的外部信息及内部信息，结合外部信息及内部信息计算处理车辆信号；统计分析层：用于基于采集处理层的信息，利用时间统计方法，确认当前的车辆状态；场景识别层：用于结合采集层的信号，根据整车的影响权重，设定合理的映射关系，再结合统计分析层的工况，对映射结果做工况的统一修正，把最终的场景分值区分为场景等级；最终决策层：用于基于场景分级完成识别后，在现有系统平衡点的基础上补偿修正值后确定一个新的soc平衡点。
5.进一步的，所述外部信息包括环境温度、海拔、雨量、gps；内部信息包括车速、坡道、踏板、空调状态以及混合动力控制器内部的状态信息。
6.进一步的，其特征在于：所述计算处理车辆信号包括车辆的车速、加速度、坡度、载
质量、运行模式。
7.进一步的，所述当前的车辆状态包括山路行驶、高速行驶、高原行驶。
8.本发明还提供了一种识别工况后的自适应soc平衡点调整的方法，其特征在于：所述方法具体为：采集车辆的外部信息及内部信息，结合外部信息及内部信息计算处理车辆信号；基于采集处理层的信息，利用时间统计方法，确认当前的车辆状态；结合采集层的信号，根据整车的影响权重，设定合理的映射关系，再结合统计分析层的工况，对映射结果做工况的统一修正，把最终的场景分值区分为场景等级；基于场景分级完成识别后，在现有系统平衡点的基础上补偿修正值后确定一个新的soc平衡点。
9.进一步的，所述方法中，所述外部信息包括环境温度、海拔、雨量、gps；内部信息包括车速、坡道、踏板、空调状态以及混合动力控制器内部的状态信息；所述计算处理车辆信号包括车辆的车速、加速度、坡度、载质量、运行模式。
10.进一步的，所述方法中，场景分级具体为：用于场景分级定义的影响因子包括：信息采集层的信号，包括驾驶模式、空调状态、载质量、雨量状态，以及统计分析层处理后的山路行驶工况标志、高原行驶工况标志、高速行驶工况标志、怠速发电工况标志，基于对各个影响因子的整车影响评估，设定权重系数，最终以数值统计的方式得到车辆当前的场景分，针对场景分划分五个场景梯度等级。
11.进一步的，所述方法中，所述计算处理车辆信号包括车辆的车速、加速度、坡度、载质量、运行模式。
12.本发明一种识别工况后的自适应soc平衡点调整的方法及装置，相比于现有技术的方案，具有以下优点：1、动态调节车辆的soc平衡点，保证车辆的动力性、经济性符合驾驶员的预期；2、智能的根据当前soc状态及基于场景识别后的参考平衡点进行决策，改善了客户的实际体验，比如怠速发电工况的决策依据是基于当前soc点的偏移修正，而非参考平衡点。
13.3、本发明基于车辆运行状态及道路场景，实时计算一个合理的soc平衡点，混合动力控制主程序通过调用该值，做到实时调整soc的使用窗口。
附图说明
14.图1为本发明识别工况后的自适应soc平衡点调整的装置示意图。
15.图2为本发明识别工况后的自适应soc平衡点调整的方法原理图。
16.图3为雨量信号标定示意图。
17.图4为gps信号标定示意图。
18.图5为山路行驶工况的判定原理图。
19.图6为高速行驶工况的判定示意图。
20.图7为高原行驶工况的判定示意图。
21.图8为场景分划分示意图。
22.图9为自适应的soc平衡点确定过程示意图。
具体实施方式
23.如图1、图2所示，本发明所涉及的算法包括信息采集与处理层、统计分析层、场景识别层、最终决策层。通过对车辆运行状态和环境的解构，实时调整车辆的soc平衡点，具体模块的功能及实现如下；1、信息采集与处理层：采集车辆的外部及内部信息，其中外部信息包括环境温度、海拔、雨量、gps等信息；车辆内部信息包括车速、坡道、踏板、空调状态以及混合动力控制器内部的状态信息（如运行模式状态、驱动力状态、故障诊断等）。结合相关信息计算处理车辆的车速、加速度、坡度、载质量、运行模式等信号；车速、加速度、踏板变化率、运行模式、空调状态、坡度、载质量、环境温度、海拔等信号都为整车控制系统的必须信号，在控制系统软件的信号处理模块有独立处理，其中坡度、载质量信息信号，取决于车辆是否装备esp，如未装备esp，整车控制系统的信号处理模块无法提供该信号。以上信号在本发明的信息采集与处理层不做进一步处理，仅为信号引用；雨量信号的处理综合考虑了雨刮的反馈状态、车窗反馈状态、天窗反馈状态等，基本处理逻辑参考如图3所示：标定原则：计时置位时间建议10～30s；gps信号的处理图图4所示，根据经纬度信息及系统日期信息，结合数据库，确定大致的车辆所处环境的海拔和气温信息：标定原则：数据库为区划gps边界和历史各地区月份天气；2、统计分析层：基于采集处理层的信息，利用时间统计方法，确认当前的车辆状态，如山路行驶、高速行驶、高原行驶等；山路行驶工况的判定处理，主体包含三种情况的判定，三种情况之间为或的关系。其一，在一定时间内，坡道和车速超过设定值的计数次数超过一定值；其二，在一定时间内，坡度值很大，且车速满足要求；最后，在一定时间内，海拔的变化超过一定值。具体处理逻辑简图如图5所示：标定原则：计数计时标定时间建议200～300s，计时计数标定值100～150，坡度标定值2～5%；车速标定值30～50kph；大坡度标定值10～15%，车速20～40kph，计时置位建议50～100s；延迟海拔时间建议200～300s，海拔变化标定值300～600s；高速行驶工况的判定处理，参考的是在一定时间内车速持续超过一定值，其中车速会考虑坡度的修正，处理简图如图6所示：标定原则：坡度与车速的标定曲线原则是坡度值越大，车速越小，计时置位建议200～300s高原行驶工况的判定处理，参考了gps得出的平均海拔信息及海拔在一定时间内的情况，处理简图如图7所示：标定原则：高海拔标定值建议2500～3000m，高海拔计时置位时间建议100～200s，平均海拔标定值建议1500～2000m，平均海拔计时置位时间100～200s；3、场景识别层：如图8所示，结合采集层的部分信号，根据整车的影响权重，设定合理的映射关系，再结合统计分析层的工况，对映射结果再做工况的统一修正，把最终的场景分值区分为场景等级。场景的分级定义的前提，首先是需要将场景的分级关键输入影响量
确定，在本发明中，用于场景分级定义的影响因子包括：信息采集层的信号如驾驶模式、空调状态、载质量、雨量状态，以及统计分析层处理后的山路行驶工况标志、高原行驶工况标志、高速行驶工况标志、怠速发电工况标志。基于对各个影响因子的整车影响评估，设定权重系数，最终以数值统计的方式得到车辆当前的场景分，针对场景分划分五个场景梯度等级。
24.标定原则：驾驶模式激烈程度由低到高分别是eco/nor/pwr，驾驶模式映射的soc修正的原则是驾驶模式越激烈soc修正值越大；空调及负载功率越大soc修正值越大；载质量越大soc修正值越大；雨量状态指示的雨量越大soc修正值越大；工况修正的原则是：山路行驶工况修正系数建议1.3～1.5，高原行驶工况修正系数建议1.1～1.3，高速行驶工况修正系数建议1.1～1.2；场景分级划分原则建议每3积分升级一档；4、最终决策层：如图9所示基于场景分级完成识别后，在现有系统平衡点的基础上补偿修正值后确定一个新的soc平衡点。需要注意此时的soc修正值表达的是工况条件下的权重影响的数值结果，这个数值结果是普适的，需要结合车辆的电池包容量做适配，因此需要在修正值的基础上在增加一层基于容量的修正，修正完的最终结果与系统的soc平衡点之间的和即为场景识别后的自适应的soc平衡点；标定原则：场景分级参照识别层定义；电池包容量修正曲线的原则是，容量越大修正系数越小；示例：通过采集车速状态，并作时间统计，确认车辆是处于高速行驶，且车速波动不大，同时采集空调及dcdc的能耗状态，将这种高速行驶且开空调的工况定义为一种soc中度需求的应用场景，根据中度需求应用场景提供一个参考soc平衡点；结合当前的系统soc平衡点，考虑到车辆处于高速行驶状态，驾驶员对启停机的敏感大大降低，且高速工况发动机无熄火需求，系统最终决策以参考soc平衡点作为当前的系统平衡点目标。
25.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。