本發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)四驅(qū)汽車的能源管理技術(shù)及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

一般而言，電動(dòng)四驅(qū)動(dòng)力汽車有多個(gè)可以獨(dú)立工作的動(dòng)力部件，控制變量多，所以其整車控制策略的制定是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程。在整車控制策略中能量管理控制策略起著基礎(chǔ)性的作用，在穩(wěn)態(tài)時(shí)控制整車的轉(zhuǎn)矩分配或者功率分配，包括基于規(guī)則、基于智能以及基于優(yōu)化的方法等不同實(shí)現(xiàn)模式。對(duì)于汽車的動(dòng)力部件、變速箱以及離合器等，參考路況實(shí)況、駕駛意圖、模型預(yù)測(cè)以及全局優(yōu)化等進(jìn)行整體智能化控制（進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自我優(yōu)化和深度學(xué)習(xí)優(yōu)化）是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

申請(qǐng)人科研團(tuán)隊(duì)依托“國(guó)家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程”項(xiàng)目，承擔(dān)著新能源汽車能量智能管理系統(tǒng)的架構(gòu)和優(yōu)化工作，利用模型預(yù)測(cè)為整車能量管理提供參考估值的相關(guān)研究在國(guó)內(nèi)尚未開展，國(guó)際上也尚未見與本發(fā)明等同的技術(shù)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電動(dòng)汽車在四驅(qū)模式下的能量?jī)?yōu)化控制方法，能夠以模型預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)在整車穩(wěn)定性、能量集約性和節(jié)約性、行駛智能化及駕駛者的智能化體驗(yàn)等方面為電動(dòng)四驅(qū)汽車的能量管理提供一套獨(dú)立且兼容于現(xiàn)有系統(tǒng)的估值參量作為系統(tǒng)優(yōu)化的參考。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

電動(dòng)汽車在四驅(qū)模式下的能量?jī)?yōu)化控制方法，在現(xiàn)有電動(dòng)汽車的四驅(qū)能量管理系統(tǒng)中設(shè)定基于預(yù)期能量需求的自優(yōu)化算法，使得能量管理系統(tǒng)能夠基于一般化行駛需求預(yù)估下一個(gè)時(shí)間單元的大概率能量需求。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，通過如下方法使得能量管理系統(tǒng)能夠基于一般化行駛需求預(yù)估下一個(gè)時(shí)間單元的大概率能量需求：首先設(shè)定時(shí)間單元，時(shí)間單元設(shè)定要在保障能量需求預(yù)估與實(shí)際需求擬合精度的基礎(chǔ)上盡量減少系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷過重；其次設(shè)定能量預(yù)估的底端數(shù)據(jù)集合，包含已發(fā)生的若干個(gè)時(shí)間單元內(nèi)的能量數(shù)據(jù)，時(shí)間單元個(gè)數(shù)的設(shè)定使得已發(fā)生數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、計(jì)算能夠適應(yīng)能量管理系統(tǒng)的空余計(jì)算能力又足夠?yàn)樗杈鹊哪芰款A(yù)估提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；最后進(jìn)行能量預(yù)估算法迭代擬合。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述能量預(yù)估算法迭代擬合的步驟包括：①、計(jì)算底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)第二組時(shí)間單元內(nèi)的能量均值與起始時(shí)間單元內(nèi)的能量均值之差構(gòu)成第一一階能量差分，迭代計(jì)算第二一階能量差分至底端數(shù)據(jù)集合最末端的時(shí)間單元，得到全部一階能量差分；②、第二一階能量差分與第一一階能量差分之差構(gòu)成第一二階能量差分，迭代計(jì)算第二二階能量差分、第三二階能量差分直至底端數(shù)據(jù)集合最末端的時(shí)間單元，得到全部二階能量差分；③、按照①、②方式迭代獲取第n-1階能量差分，其中n的取值即為底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)包含的時(shí)間單元的數(shù)值；④、確定如下的能量差分基本關(guān)系：第k個(gè)i階能量差分等于“第k-1個(gè)i階能量差分”與“第k-1個(gè)i＋1階能量差分”之和，作為后續(xù)算法的基礎(chǔ)；⑤、利用能量差分基本關(guān)系首先將第k個(gè)1階能量差分轉(zhuǎn)化為由第1個(gè)1-k階能量差分之和構(gòu)成的多項(xiàng)式，不同階能量差分的系數(shù)遵從組合公式，即多項(xiàng)式中第1個(gè)k′階能量差分之前的系數(shù)等于從k項(xiàng)中選取k′項(xiàng)的組合數(shù)；類似的，將第任意個(gè)1階能量差分轉(zhuǎn)化為第一個(gè)不同階的能量差分之和；⑥、依據(jù)⑤的算法將所有1階能量差分的轉(zhuǎn)化多項(xiàng)式加和，從而將底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)所有時(shí)間單元的能量需求均值集合轉(zhuǎn)化表示為由第一個(gè)不同階能量差分表示的多項(xiàng)式，多項(xiàng)式各項(xiàng)的系數(shù)遵從組合公式，即第k階能量差分的系數(shù)等于從n項(xiàng)中選取k項(xiàng)的組合數(shù)；⑦、設(shè)定能量差分轉(zhuǎn)化參商：令第k階能量差分連續(xù)除以k個(gè)時(shí)間單元，所得數(shù)值設(shè)定為第k階轉(zhuǎn)化參商；⑧、將⑦代入⑥，得到由第k階轉(zhuǎn)化參商與底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)首末端時(shí)間單元差值組成的多項(xiàng)式，其系數(shù)由組合公式除以k的階乘構(gòu)成；⑨、將⑧公式中的數(shù)值n增大為n＋j，所得數(shù)值與底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)的能量需求的差值即為將來j個(gè)時(shí)間單元內(nèi)的能量需求預(yù)估值。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述時(shí)間單元設(shè)定為0.1-10s；所述底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)包含2-50組時(shí)間單元。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述時(shí)間單元設(shè)定為1-2s；所述底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)包含8-24組時(shí)間單元。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：申請(qǐng)人科研團(tuán)隊(duì)依托“國(guó)家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新工程”項(xiàng)目，基于模型預(yù)測(cè)及自我優(yōu)化思想設(shè)計(jì)了一套為電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)能量管理提供預(yù)估參值的技術(shù)方法，能夠完全獨(dú)立于（同時(shí)兼容于）現(xiàn)有的能量管理系統(tǒng)，且僅利用現(xiàn)有系統(tǒng)的空余備用計(jì)算能力即可實(shí)現(xiàn)，提供一套具有實(shí)際預(yù)測(cè)意義的參考數(shù)值，并經(jīng)模擬演示在非緊急駕駛路況下（極度加速或剎車）能夠明顯的擬合系統(tǒng)的理論參量，從而在整車穩(wěn)定性、能量集約性和節(jié)約性、行駛智能化及駕駛者的智能化體驗(yàn)等方面為電動(dòng)四驅(qū)汽車的能量管理提供了一個(gè)全新的技術(shù)方向。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的電動(dòng)汽車在四驅(qū)模式下的能量?jī)?yōu)化控制方法，在現(xiàn)有電動(dòng)汽車的四驅(qū)能量管理系統(tǒng)中設(shè)定基于預(yù)期能量需求的自優(yōu)化算法，使得能量管理系統(tǒng)能夠基于一般化行駛需求預(yù)估下一個(gè)時(shí)間單元的大概率能量需求，從而在整車穩(wěn)定性、能量集約性和節(jié)約性、行駛智能化及駕駛者的智能化體驗(yàn)等方面為電動(dòng)四驅(qū)汽車的能量管理系統(tǒng)的提供了一套有效的估值參量作為系統(tǒng)優(yōu)化的參考。本發(fā)明通過如下方法使得能量管理系統(tǒng)能夠基于一般化行駛需求預(yù)估下一個(gè)時(shí)間單元的大概率能量需求：首先設(shè)定時(shí)間單元，時(shí)間單元設(shè)定要在保障能量需求預(yù)估與實(shí)際需求擬合精度的基礎(chǔ)上盡量減少系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷過重，作為一般化的控制參考量，可以設(shè)定一個(gè)時(shí)間單元為1s左右；其次設(shè)定能量預(yù)估的底端數(shù)據(jù)集合，包含已發(fā)生的若干個(gè)時(shí)間單元內(nèi)的能量數(shù)據(jù)，時(shí)間單元個(gè)數(shù)的設(shè)定使得已發(fā)生數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、計(jì)算能夠適應(yīng)能量管理系統(tǒng)的空余計(jì)算能力又足夠?yàn)樗杈鹊哪芰款A(yù)估提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在時(shí)間單元選定為1s的情況下，底端數(shù)據(jù)集合可以包含15個(gè)左右的時(shí)間單元，在計(jì)算速度和預(yù)估真確性方面均表現(xiàn)較優(yōu)；最后進(jìn)行能量預(yù)估算法迭代擬合，這也是本研究的核心內(nèi)容，具體按照如下步驟開展：

①、計(jì)算底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)第二組時(shí)間單元內(nèi)的能量均值與起始時(shí)間單元內(nèi)的能量均值之差構(gòu)成第一一階能量差分，迭代計(jì)算第二一階能量差分至底端數(shù)據(jù)集合最末端的時(shí)間單元，得到全部一階能量差分；

②、第二一階能量差分與第一一階能量差分之差構(gòu)成第一二階能量差分，迭代計(jì)算第二二階能量差分、第三二階能量差分直至底端數(shù)據(jù)集合最末端的時(shí)間單元，得到全部二階能量差分；

③、按照①、②方式迭代獲取第n-1階能量差分，其中n的取值即為底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)包含的時(shí)間單元的數(shù)值；

④、確定如下的能量差分基本關(guān)系：

；

即第k個(gè)i階能量差分等于“第k-1個(gè)i階能量差分”與“第k-1個(gè)i＋1階能量差分”之和，作為后續(xù)算法的基礎(chǔ)；

⑤、利用能量差分基本關(guān)系首先將第k個(gè)1階能量差分轉(zhuǎn)化為由第1個(gè)1-k階能量差分之和構(gòu)成的多項(xiàng)式，不同階能量差分的系數(shù)遵從組合公式，即多項(xiàng)式中第1個(gè)k′階能量差分之前的系數(shù)等于從k項(xiàng)中選取k′項(xiàng)的組合數(shù)；類似的，將第任意個(gè)1階能量差分轉(zhuǎn)化為第一個(gè)不同階的能量差分之和，即得下式：

；

⑥、依據(jù)⑤的算法將所有1階能量差分的轉(zhuǎn)化多項(xiàng)式加和，從而將底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)所有時(shí)間單元的能量需求均值集合轉(zhuǎn)化表示為由第一個(gè)不同階能量差分表示的多項(xiàng)式，多項(xiàng)式各項(xiàng)的系數(shù)遵從組合公式，即第k階能量差分的系數(shù)等于從n項(xiàng)中選取k項(xiàng)的組合數(shù)，即得下式：

；

⑦、設(shè)定能量差分轉(zhuǎn)化參商：

；

即令第k階能量差分連續(xù)除以k個(gè)時(shí)間單元，所得數(shù)值即為第k階轉(zhuǎn)化參商；

⑧、將⑦代入⑥，得到由第k階轉(zhuǎn)化參商與底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)首末端時(shí)間單元差值組成的多項(xiàng)式，其系數(shù)由組合公式除以k的階乘構(gòu)成，即得下式：

；

⑨、將⑧公式中的數(shù)值n增大為n＋j，所得數(shù)值與底端數(shù)據(jù)集合內(nèi)的能量需求的差值即為將來j個(gè)時(shí)間單元內(nèi)的能量需求預(yù)估值。

通過上述方法設(shè)定的能量管理預(yù)估參值是完全獨(dú)立于（同時(shí)兼容于）現(xiàn)有的能量管理系統(tǒng)，且僅利用現(xiàn)有系統(tǒng)的空余備用計(jì)算能力即可實(shí)現(xiàn)，所得預(yù)估參值對(duì)于整車的能量集約和節(jié)約化分配具有實(shí)際的預(yù)測(cè)意義和參考價(jià)值，在多方面為電動(dòng)四驅(qū)汽車的能量管理提供了一個(gè)全新的技術(shù)方向。

上述描述僅作為本發(fā)明可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對(duì)其技術(shù)方案本身的單一限制條件。