一种无人驾驶混合动力汽车的制作方法

本发明涉及无人驾驶技术领域，具体涉及一种无人驾驶混合动力汽车。

背景技术

随着科学技术的发展，无人驾驶汽车逐步成熟，但是，现有的无人驾驶汽车都是针对燃油车，并没有混合动力无人驾驶汽车，混合动力汽车的动力系统由多个动力源组成，通过动力管理策略可以实现需求功率在多个动力源之间的合理分配以及动力系统各部件之间的协调控制，从而达到在保持良好动力性的前提下，提高整车燃油经济性的目的。动力管理策略是混合动力汽车研发过程中的关键技术，其设计成功与否直接影响整车的运行性能，现有动力管理策略不能很好的对实现混合动力汽车动力的有效管理。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种无人驾驶混合动力汽车。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种无人驾驶混合动力汽车，包括图像采集模块、路径生成模块、控制模块和动力模块，所述图像采集模块用于采集道路图像，所述路径生成模块用于生成汽车行驶路径，所述控制模块用于控制汽车根据道路图像和行驶路径控制车辆行驶，所述动力模块用于向控制模块提供动力和对混合动力汽车动力进行管理，所述动力模块包括汽车建模模块、策略确定模块和动力管理模块，所述汽车建模模块用于建立混合动力汽车动力系统模型，所述策略确定模块用于根据汽车动力系统模型确定动力管理策略，所述动力管理模块根据动力管理策略对混合动力汽车进行动力管理。

本发明的有益效果为：提供了一种无人驾驶混合动力汽车，实现了车辆的自动驾驶和动力管理，有助于提升混合动力汽车的推广应用。

可选的，所述汽车建模模块包括参数获取子模块、发动机建模子模块和动力电池建模子模块，所述参数获取子模块用于获取动力系统中发动机、动力电池和电机参数，所述发动机建模子模块用于根据发动机参数建立发动机效率模型，所述动力电池建模子模块用于根据动力电池参数建立动力电池效率模型。

可选的，所述发动机建模子模块用于根据发动机参数建立发动机效率模型，具体为：采用下式计算发动机效率：

式中，ρ1表示标准大气压下发动机效率，a1表示发动机的燃油消耗率，单位为g/kw·h，b1表示汽油质量低热值，单位为kj/kg，σ1表示环境因子，σ1∈[0，1]。

可选的，所述动力电池建模子模块用于根据动力电池参数建立动力电池效率模型，具体为：

将动力电池看作一个电压源和一个电阻组成等效电路，动力电池的充电效率为：

式中，ρ2表示动力电池的充电效率，esoc(t)表示随动力电池剩余电量变化的电动势，rsoc(t)表示随动力电池剩余电量变化的电池内阻，p(t)表示当前时刻动力电池的输出功率；

动力电池的放电效率为：

式中，ρ3表示动力电池的放电效率。

可选的，所述策略确定模块包括目标函数确定子模块、约束条件确定子模块和策略确定子模块，所述目标函数确定子模块用于确定动力管理的目标函数，所述约束条件确定子模块用于确定动力管理的约束条件，所述策略确定子模块用于确定动力管理最优策略。

可选的，所述目标函数确定子模块用于确定动力管理的目标函数，具体为：将每个时刻发动机的实际油耗和电机消耗电量的等效油耗的综合最小作为动力管理目标，根据发动机的参数和效率模型确定发动机的实际燃油消耗率，根据动力电池的参数和效率模型以及电机参数确定电机的等效燃油消耗率，采用下式确定动力管理目标函数：

式中，m表示动力管理目标函数值，m1表示发动机功率p2(t)下的实际燃油消耗率，m2表示电机功率p1(t)下的等效燃油消耗率，p1(t)示当前时刻电机的功率，p2(t)表示当前时刻发动机的功率；其中，

式中，r表示汽油质量热值常数，sign[p1(t)]表示符号函数，μ1表示电机的等效燃油系数。

可选的，所述约束条件确定子模块用于确定动力管理的约束条件，具体为：确定动力管理目标函数的约束条件为：

式中，x(t)表示汽车当前时刻的需求功率，p1min和p1max分别表示电机的最小功率和最大功率，p2min和p2max分别表示发动机的最小功率和最大功率；

所述策略确定子模块用于确定动力管理最优策略，具体为：最小化目标函数，得到最优的动力管理策略。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

附图标记：

图像采集模块1、路径生成模块2、控制模块3、动力模块4。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例的一种无人驾驶混合动力汽车，包括图像采集模块1、路径生成模块2、控制模块3和动力模块4，所述图像采集模块1用于采集道路图像，所述路径生成模块2用于生成汽车行驶路径，所述控制模块3用于控制汽车根据道路图像和行驶路径控制车辆行驶，所述动力模块4用于向控制模块3提供动力和对混合动力汽车动力进行管理，所述动力模块4包括汽车建模模块、策略确定模块和动力管理模块，所述汽车建模模块用于建立混合动力汽车动力系统模型，所述策略确定模块用于根据汽车动力系统模型确定动力管理策略，所述动力管理模块根据动力管理策略对混合动力汽车进行动力管理。

本实施例提供了一种无人驾驶混合动力汽车，实现了车辆的自动驾驶和动力管理，有助于提升混合动力汽车的推广应用。

优选的，所述汽车建模模块包括参数获取子模块、发动机建模子模块和动力电池建模子模块，所述参数获取子模块用于获取动力系统中发动机、动力电池和电机参数，所述发动机建模子模块用于根据发动机参数建立发动机效率模型，所述动力电池建模子模块用于根据动力电池参数建立动力电池效率模型；

所述发动机建模子模块用于根据发动机参数建立发动机效率模型，具体为：采用下式计算发动机效率：

式中，ρ1表示标准大气压下发动机效率，a1表示发动机的燃油消耗率，单位为g/kw·h，b1表示汽油质量低热值，单位为kj/kg，σ1表示环境因子，σ1∈[0，1]；

所述动力电池建模子模块用于根据动力电池参数建立动力电池效率模型，具体为：

将动力电池看作一个电压源和一个电阻组成等效电路，动力电池的充电效率为：

式中，ρ2表示动力电池的充电效率，esoc(t)表示随动力电池剩余电量变化的电动势，rsoc(t)表示随动力电池剩余电量变化的电池内阻，p(t)表示当前时刻动力电池的输出功率；

动力电池的放电效率为：

式中，ρ3表示动力电池的放电效率；

本优选实施例通过获取动力系统中发动机和动力电池的参数，建立发动机和动力电池的效率模型，为后续确定动力管理策略奠定了基础，具体的，发动机效率模型充分考虑了环境因子对发动机效率的影响，得到了更加符合实际应用的发动机效率模型，电池效率模型充分考虑了动力电池剩余电量的变化，并分别给出了充电效率和放电效率，有助于提高后续计算效率。

优选的，所述策略确定模块包括目标函数确定子模块、约束条件确定子模块和策略确定子模块，所述目标函数确定子模块用于确定动力管理的目标函数，所述约束条件确定子模块用于确定动力管理的约束条件，所述策略确定子模块用于确定动力管理最优策略：

所述目标函数确定子模块用于确定动力管理的目标函数，具体为：将每个时刻发动机的实际油耗和电机消耗电量的等效油耗的综合最小作为动力管理目标，根据发动机的参数和效率模型确定发动机的实际燃油消耗率，根据动力电池的参数和效率模型以及电机参数确定电机的等效燃油消耗率，采用下式确定动力管理目标函数：

式中，m表示动力管理目标函数值，m1表示发动机功率p2(t)下的实际燃油消耗率，m2表示电机功率p1(t)下的等效燃油消耗率，p1(t)示当前时刻电机的功率，p2(t)表示当前时刻发动机的功率；其中，

式中，r表示汽油质量热值常数，sign[p1(t)]表示符号函数，μ1表示电机的等效燃油系数；

所述约束条件确定子模块用于确定动力管理的约束条件，具体为：确定动力管理目标函数的约束条件为：

式中，x(t)表示汽车当前时刻的需求功率，p1min和p1max分别表示电机的最小功率和最大功率，p2min和p2max分别表示发动机的最小功率和最大功率；

所述策略确定子模块用于确定动力管理最优策略，具体为：最小化目标函数，得到最优的动力管理策略。

本优选实施例通过最小化目标函数，实现了混合动力汽车最优的动力管理策略的确定，具体的，目标函数充分考虑了发动机的燃油消耗率和电机的等效燃油消耗率，约束条件充分考虑了发动机和电机的最大最小功率，为准确获取最有动力策略提供了保证。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术目的地应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。