本发明属于新能源动力汽车技术领域,具体涉及一种电动汽车用増程器最大效率点寻优方法。
技术背景
增程式电动汽车是一种插电式串联混合动力汽车,其动力系统由动力电池和增程器组成。如图1所示,增程器通常被称为辅助动力单元(auxiliarypowerunit:apu),由发动机、发电机及控制器构成。由于增程器只提供电功率,和整车没有机械连接,相对于传统燃油车,増程器可工作在最大效率点,能减小油耗和排放;相对于纯电动汽车,增程器能够延长整车的续航里程,解决“里程焦虑”的问题。因此増程器越来越多的应用在混合动力汽车中。
为了提高节油率,増程器应工作在最大效率点。传统的寻找最大效率点的方法是基于发动机万有特性曲线,找到需求功率下最低油耗点对应的转速和转矩。然而,这种静态寻优方法忽略了外界环境对发动机性能的影响,如环境温度、海拔高度、空气湿度等对发动机性能影响很大,同时随着发动机工作时间的增加,磨损加大,性能也会下降,继续使用厂家提供的发动机万有特性曲线图来寻优最大效率点不再准确,因此本发明公布了一种新方法,能够实时跟踪増程器最大效率点,使其工作在最大效率处。
技术实现要素:
本发明通过以下技术方案实现:
一种増程器最大效率点寻优方法,具体步骤如下:
步骤一、收集増程器实时运行数据包括油耗、转速和输出功率。计算发动机效率,由功率、转速和效率建立増程器三维实时动态效率图。
步骤二、利用泰勒级数,构建増程器参数效率模型,该模型是由递归矢量和参数矢量组成的増程器效率线性方程。
步骤三、利用递归最小二乘法(rls)对模型中参数进行识别。
步骤四、利用线搜索方法对模型中最大效率点进行寻优,获得最大效率点对应的转速。
步骤五、基于步骤四中的转速对发动机进行转速控制,获得该转速下实际运行效率,和前一时刻下的效率进行对比,始终选择最大效率点处对应的转速为发动机控制参数。
有益效果:
本发明提出的増程器最大效率点寻优方法能够克服外界环境和发动机本身磨损对最大效率点的影响,能够保证増程器在实际运行中一直工作在最大效率点处,最大限度的降低燃油消耗。
附图说明
图1是本发明提供的电动汽车増程器装置示意图;
图2是増程器实时三维效率图;
图3是増程器在线最大效率寻优方法流程图;
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
1.以额定功率为5kw的増程器为例,对本发明的増程器最大效率点寻优方法进行详细说明,首先收集増程器实时转速ω、输出功率p以及燃油质量mf,由公式计算效率
2.利用泰勒级数建立増程器参数效率模型:
η(ω,p)=θ0+θ1δω(k)+θ2δp(k)+θ3δω(k)δp(k)+θ4(δω(k))2+θ5(δp(k))2
上式可写成:
η(ω,p)=φ(k)θ(k)
其中φ(k)=[1,δω(k),δp(k),δω(k)δp(k),δ2ω(k),δ2p(k)]
θ(k)=[θ0,θ1,θ2,θ3,θ4,θ5]t
δp(k)=p(k)-p*(k)
δω(k)=ω(k)-*ω
θ0=η(ω*,p*)
p(k)和ω(k)为増程器实际输出功率和转速,p*(k)和ω*(k)为増程器最大效率点处的输出功率和转速。
3.基于三维动态效率图,利用递归最小二乘法对θ(k)中参数θj(j=0,1,...,5)进行识别。
4.利用线搜索方法对模型中最大效率点进行寻优,获得给定功率p*(k)下最大效率点对应的最优转速ω*(k)。
5.基于(p*(k),ω*(k))对发动机进行转速控制,获得该转速下实际运行效率η*(k),和前一时刻下的效率η(k-1)进行对比,如当前效率大于前一时刻效率,那么当前的(p*(k),ω*(k))用作下一步最大效率寻优,否则前一步的速度值(p*(k),ω*(k-1))被采用,増程器在线最大效率寻优方法流程如图3所示。