增程式车辆APU能量管理方法和车辆与流程

本技术涉及自动驾驶、智慧矿山，具体涉及一种增程式车辆apu能量管理方法和车辆。

背景技术：

1、增程式车辆中，apu（auxiliary power unit，辅助动力单元）与动力电池协同为车辆提供驱动能量，而apu能量管理策略负责确定apu的输出功率。

2、目前常用的apu能量管理策略多基于预设规则或固定阈值确定apu输出功率，导致apu实际运行时可能偏离经济工作区间，整车燃油经济性有待提升。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供了一种增程式车辆apu能量管理方法和车辆。

2、第一方面，本技术提供了一种增程式车辆apu能量管理方法，包括：确定目标车辆的多个apu候选功率点；针对每个apu候选功率点，确定该apu候选功率点对应的电池等效燃油消耗率和发动机实际燃油消耗率，电池等效燃油消耗率用于表征该apu候选功率点对应的电池功率在等效燃油意义上的消耗量；根据目标车辆的高程等级和载荷状态，确定目标soc；根据当前soc与目标soc之间的偏差，确定第一调整因子；以及根据载荷状态，确定第二调整因子；获取针对对应的电池等效燃油消耗率与第一调整因子和第二调整因子的处理结果，根据处理结果和对应的发动机实际燃油消耗率得到该apu候选功率点对应的燃油总消耗率；将燃油总消耗率最小的apu候选功率点确定为apu目标输出功率。

3、在一实施例中，载荷状态为空载状态时的第二调整因子小于载荷状态为重载状态时的第二调整因子。

4、在一实施例中，根据当前soc与目标soc之间的偏差，确定第一调整因子，包括：若当前soc低于目标soc，则确定大于1的第一调整因子，以增大电池等效燃油消耗率的电池放电代价；若当前soc高于目标soc，则确定小于1的第一调整因子，以减小电池等效燃油消耗率的电池放电代价。

5、在一实施例中，根据当前soc与目标soc之间的偏差，确定第一调整因子，包括：若当前soc低于目标soc，则将一与第一soc偏差比例系数相加，得到大于1的第一调整因子，第一soc偏差比例系数用于表征当前soc低于目标soc的偏差程度；若当前soc高于目标soc，则将一与第二soc偏差比例系数相减，得到小于1的第一调整因子，第二soc偏差比例系数用于表征当前soc高于目标soc的偏差程度。

6、在一实施例中，第一soc偏差比例系数的计算方式包括：获取soc下限，计算目标soc与当前soc的第一差值，以及目标soc与soc下限的第二差值；将第一差值除以第二差值，得到第一比值；将第一比值的n次方确定为第一soc偏差比例系数；第二soc偏差比例系数的计算方式包括：获取soc上限，计算当前soc与目标soc的第三差值，以及soc上限与目标soc的第四差值；将第三差值除以第四差值，得到第二比值；将第二比值的n次方确定为第二soc偏差比例系数；其中，n为大于1的整数。

7、在一实施例中，根据目标车辆的高程等级和载荷状态，确定目标soc，包括：若确定出高程等级，则根据高程等级和载荷状态，确定目标车辆的目标soc，其中，目标soc的设定值随高程等级的升高而增大，且在同一高程等级下，重载状态对应的目标soc的设定值不低于空载状态对应的目标soc的设定值；若未确定出高程等级，则根据载荷状态确定目标soc，其中，空载状态和重载状态对应的目标soc取相同值。其中，高程等级基于目标车辆在装载时刻的高程信息和卸载时刻的高程信息确定。

8、在一实施例中，确定目标车辆的多个apu候选功率点，包括：根据目标车辆的发动机在不同转速和扭矩下的燃油消耗率特性，以及目标车辆的发电机在不同工作点下的效率特性，确定apu最优功率曲线，apu最优功率曲线由不同apu输出功率下燃油消耗率最低的工作点组成；将apu最优功率曲线按预设功率间隔离散化，得到多个apu候选功率点。

9、在一实施例中，确定该apu候选功率点对应的电池等效燃油消耗率，包括：确定目标车辆的需求功率；针对每个apu候选功率点，根据目标车辆的需求功率与该apu候选功率点，确定对应的电池功率；根据电池功率，确定该apu候选功率点对应的电池等效燃油消耗率；其中，根据电池功率，确定该apu候选功率点对应的电池等效燃油消耗率，包括：将电池功率乘以预设控制步长后再除以燃料热值，得到apu候选功率点对应的电池等效燃油消耗率。

10、在一实施例中，在将燃油总消耗率最小的apu候选功率点确定为apu目标输出功率之前，该方法还包括：确定目标车辆的当前soc；若当前soc高于soc上限，则将apu目标输出功率调整为零；若当前soc低于soc下限，则将apu目标输出功率调整为预设最大功率。

11、在一实施例中，在确定apu目标输出功率之后，该方法还包括：若apu目标输出功率大于零，则生成apu启动信号；若apu目标输出功率等于零且达到目标时长，则生成apu停机信号；根据apu启动信号或者apu停机信号，控制apu的启停状态；其中，根据apu启动信号或者apu停机信号，控制apu的启停状态，包括：若apu处于停机状态，且仅存在apu启动信号，则控制apu启动；若apu处于运行状态，且仅存在apu停机信号，则控制apu停机；否则，保持apu当前的启停状态。

12、第二方面，本技术提供了一种增程式车辆apu能量管理装置，包括：第一确定模块，用于确定目标车辆的多个apu候选功率点；第二确定模块，用于针对每个apu候选功率点，确定该apu候选功率点对应的电池等效燃油消耗率和发动机实际燃油消耗率，电池等效燃油消耗率用于表征该apu候选功率点对应的电池功率在等效燃油意义上的消耗量；第三确定模块，用于根据目标车辆的高程等级和载荷状态，确定目标soc；第四确定模块，用于根据当前soc与目标soc之间的偏差，确定第一调整因子；以及根据载荷状态，确定第二调整因子；计算模块，用于针对每个apu候选功率点，将对应的发动机实际燃油消耗率与第一调整因子的乘积结果、和对应的电池等效燃油消耗率与第二调整因子的乘积结果进行相加，得到该apu候选功率点对应的燃油总消耗率；第五确定模块，用于将燃油总消耗率最小的apu候选功率点确定为apu目标输出功率。

13、第三方面，本技术提供了一种车辆，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；处理器，用于执行上述第一方面提及的增程式车辆apu能量管理方法。

14、上述方案通过确定目标车辆的多个apu候选功率点，并针对每个候选功率点分别确定电池等效燃油消耗率和发动机实际燃油消耗率，同时根据目标车辆的高程等级和载荷状态确定目标soc，并分别根据当前soc与目标soc之间的偏差确定第一调整因子、根据载荷状态确定第二调整因子，然后，基于对应的发动机实际燃油消耗率，以及对应的电池等效燃油消耗率与第一调整因子和第二调整因子的处理结果，得到该apu候选功率点对应的燃油总消耗率，再将燃油总消耗率最小的apu候选功率点确定为apu目标输出功率。通过上述方式，能够使apu目标功率随车辆运行工况、soc偏差和载荷状态动态调整，使apu与动力电池之间的功率分配更符合当前能量等效代价，从而提高了增程式车辆在空载、重载等复杂工况下的燃油经济性和soc维持能力，同时避免了固定阈值控制下apu输出功率与实时运行状态不匹配的问题。