一种动力系统多能源协同控制方法技术方案

本发明专利技术提供的是一种动力系统多能源协同控制方法，应用于线控出行平台动力控制系统，线控出行平台动力控制系统包括协同控制器、动力电源控制器、驱动控制器、制动控制器、转向控制器；协同控制器包括控制单元、信号采集单元、动力分配单元、安全监测单元、数据存储单元和CAN通讯接口。动力电源包括氢燃料电池系统和锂电池；协同控制器根据整车控制器提供的数据信息，对驱动控制器、制动控制器、转向控制器进行协调控制，保证移动出行平台按目标速度和预定路线行驶。本发明专利技术对能源移动出行平台进行协调控制，使移动出行平台平顺性、制动性、操纵稳定性和安全性达到较好效果，适用于智能驾驶模式。

【技术实现步骤摘要】
一种动力系统多能源协同控制方法
本专利技术涉及多能源协同控制
，具体涉及一种动力系统多能源协同控制方法。
技术介绍
线控出行平台动力控制系统是移动出行平台实现平顺性、制动性及操纵稳定性，提高续航能力，应具有对动力电源、驱动、制动、转向进行协调控制功能。同时，为了提高安全性，需要采用网络通信技术，对线控出行平台动力控制系统工作状况进行监控以及故障诊断，从而控制线控出行平台的安全可靠行驶。中国专利文献“201910307160.3”提出了一种燃料电池汽车多源控制器及控制方法，该多源控制器及控制方法，解决了目前大多燃料电池发动机控制器硬件功能单一、品质参差不齐、可扩展性差、难以满足且前燃料电池发动机及汽车智能化控制的软硬件资源需求问题。中国专利文献“202010348862.9”提出了一种燃料电池车多能源混合动力控制方法、装置及系统，应用于燃料电池车多能源混合动力控制系统。预先在数据库中存储有整车运行状态、供电策略，通过获取当前整车控制参数，并根据所述当前整车控制参数确定当前整车运行状态，从预设策略数据表中查找与所述整车当前运行状态所对应的供电策略确定动力来源整车当前运行状态确定动力来源，电机控制器提供整车功率和能量需求。以上专利都满足不了线控出行平台的控制要求，特别是不能同时实现对动力电源和驱动、制动、转向功能的协调控制。考虑到以上问题，提出一种动力系统多能源协同控制方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种动力系统多能源协同控制方法，解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题和线控出行平台的控制要求，提供一种动力系统多能源协同控制方法，应用于线控出行平台动力控制系统，能对移动出行平台的动力电源和驱动、制动、转向功能进行协调控制，使移动出行平台平顺性、制动性及操纵稳定性达到较好效果，从而提高续航能力以及安全性。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：本专利技术实施提供了一种动力系统多能源协同控制方法，应用于线控出行平台动力控制系统。线控出行平台动力控制系统包括协同控制器、动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器、制动控制器；协同控制器包括控制单元、信号采集单元、动力分配单元、安全监测单元、数据存储单元和CAN通讯接口；动力电源包括氢燃料电池系统和锂电池；协同控制器根据整车控制器提供的数据信息，对动力电源控制器、驱动控制器、制动控制器、转向控制器进行协调控制，协同控制器、动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器、制动控制器和整车控制器之间通过CAN总线通信；该方法步骤如下：步骤一：信号采集单元通过CAN通讯接口，从整车控制器获取启动信号、需求功率、目标速度和预定路线，并保存于数据存储单元中；步骤二：当启动信号有效时，安全监测单元自检无故障后，动力电源为锂电池供电，完成高压上电，氢燃料电池系统开始启动发电；同时，安全监测单元检测出行平台的运动状态、运行速度和行驶路线与预定路线的偏移角度，并保存于数据存储单元；步骤三：根据需求功率，动力分配单元确定氢燃料电池系统和锂电池输出的实时输出功率，然后动力电源控制器确定动力电源供电方式，并调节输出功率以满足移动出行平台的需求功率；步骤四：协同控制器采用协调控制策略对转向控制器、驱动控制器和制动控制器进行协调控制，从而确定出行平台的运行路线的偏移角度；步骤五：信号采集单元通过CAN通讯接口，从整车控制器获取关闭信号，当关闭信号有效时，动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器和制动控制器进入下电流程，协同控制器依然保持动力电源供电；氢燃料电池系统进行降载，当其功率降到0kW后进行扫吹，待氢燃料电池系统关机后，动力控制系统进入休眠状态，下电完成，停车。进一步，所述的协同控制器硬件采用英飞凌基于AURIX2G多核架构TC375嵌入式安全控制器；协同控制器分别发出转向控制信号、驱动控制信号和制动控制信号以控制转向控制器、驱动控制器和制动控制器。进一步，所述的预定路线是指出行平台运行在智能驾驶模式时，整车控制器会根据目的地和外部传感器检测到的道路信息自动规划行驶路线，并发送给协同控制器的信号采集单元从而对出行平台的运行路线进行预判断。进一步，所述的协同控制器采用协调控制策略对转向控制器、驱动控制器和制动控制器进行协调控制具体为：在出行平台启动后，协同控制器将出行平台的运行速度、行驶路线与预定路线的偏移角度作为决策指标，设运行速度Vx与目标速度V0的差值为ΔV，即ΔV＝Vx-V0，行驶路线与预定路线的偏移角度的绝对值为|Δθ|，设速度第一阀值和速度第二阀值分别为Vm1和Vm2，Vm2大于Vm1，设偏移角度的阀值为|Δθm|，协调控制策略如下：S01：确定转向控制信号，按以下任一种情况确定转向控制信号：当Δθ＝0时，协同控制器不发送转向控制信号；当Δθ≠0时，协同控制器根据Δθ大小和其符号发送转向控制信号，转向控制器根据转向控制信号控制转向电机工作；|Δθ|值越大，转向电机转动的角度越大，其符号为正时，转向电机顺时针转动，为负时，转向电机逆时针转动；S02：确定驱动控制信号的值，按以下任一种情况确定驱动控制信号：当ΔV<0时，协同控制器根据ΔV值的大小发送驱动控制信号；当ΔV＝0时，协同控制器保持当前驱动控制信号不变；当0<ΔV≤Vm1时，协同控制器根据ΔV值的大小将驱动控制信号的值减去第一驱动控制信号的值；当Vm1<ΔV≤Vm2时，协同控制器根据ΔV值的大小将驱动控制信号的值减去第二驱动控制信号的值；其中，第二驱动控制信号的值大于第一驱动控制信号的值；S03：确定制动控制信号，按以下任一种情况确定制动控制信号：当ΔV>Vm2时，协同控制器根据ΔV值的大小，增大制动控制信号，ΔV值越大制动控制信号越大；当|Δθ|>|Δθm|时，协同控制器根据|Δθ|大小，增加制动控制信号，|Δθ|越大制动控制信号越大；S04：输出转向控制信号至转向控制器，输出驱动控制信号至驱动控制器，输出制动控制信号至制动控制器，以使转向控制器、驱动控制器和制动控制器分别根据所述转向控制信号、驱动控制信号和制动控制信号进行运行。本专利技术根据线控出行平台的控制要求，针对现有技术不能同时实现对动力电源和驱动、制动、转向功能的协调控制问题，专利技术一种动力系统多能源协同控制方法，应用于线控出行平台动力控制系统，主要有以下的优点：(1)提出协调控制策略，协同控制器根据整车控制器提供的数据信息，对动力电源控制器、驱动控制器、制动控制器、转向控制器进行协调控制，提高移动出行平台平顺性、制动性及操纵稳定性和安全性。(2)能够根据整车控制器规划的行驶路线对运行路线进行预判断，适用于智能驾驶模式。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术实施例提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力系统多能源协同控制方法，应用于线控出行平台动力控制系统，其特征在于，线控出行平台动力控制系统包括协同控制器、动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器、制动控制器；协同控制器包括控制单元、信号采集单元、动力分配单元、安全监测单元、数据存储单元和CAN通讯接口；动力电源包括氢燃料电池系统和锂电池；协同控制器根据整车控制器提供的数据信息，对动力电源控制器、驱动控制器、制动控制器、转向控制器进行协调控制，协同控制器、动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器、制动控制器和整车控制器之间通过CAN总线通信；/n该方法步骤如下：/n步骤一：信号采集单元通过CAN通讯接口，从整车控制器获取启动信号、需求功率、目标速度和预定路线，并保存于数据存储单元中；/n步骤二：当启动信号有效时，安全监测单元自检无故障后，动力电源为锂电池供电，完成高压上电，氢燃料电池系统开始启动发电；同时，安全监测单元检测出行平台的运动状态、运行速度和行驶路线与预定路线的偏移角度，并保存于数据存储单元；/n步骤三：根据需求功率，动力分配单元确定氢燃料电池系统和锂电池的输出功率，然后动力电源控制器根据所述氢燃料电池系统和锂电池的输出功率确定动力电源供电方式，并调节氢燃料电池系统和锂电池的实时输出功率以满足移动出行平台的需求功率；/n步骤四：协同控制器采用协调控制策略对转向控制器、驱动控制器和制动控制器进行协调控制，以使移动出行平台按目标速度和预定路线行驶；/n步骤五：信号采集单元通过CAN通讯接口，从整车控制器获取关闭信号，当关闭信号有效时，动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器和制动控制器进入下电流程，协同控制器依然保持动力电源供电；氢燃料电池系统进行降载，当其功率降到0kW后进行扫吹，待氢燃料电池系统关机后，动力控制系统进入休眠状态，下电完成，停车。/n...

【技术特征摘要】
1.一种动力系统多能源协同控制方法，应用于线控出行平台动力控制系统，其特征在于，线控出行平台动力控制系统包括协同控制器、动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器、制动控制器；协同控制器包括控制单元、信号采集单元、动力分配单元、安全监测单元、数据存储单元和CAN通讯接口；动力电源包括氢燃料电池系统和锂电池；协同控制器根据整车控制器提供的数据信息，对动力电源控制器、驱动控制器、制动控制器、转向控制器进行协调控制，协同控制器、动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器、制动控制器和整车控制器之间通过CAN总线通信；
该方法步骤如下：
步骤一：信号采集单元通过CAN通讯接口，从整车控制器获取启动信号、需求功率、目标速度和预定路线，并保存于数据存储单元中；
步骤二：当启动信号有效时，安全监测单元自检无故障后，动力电源为锂电池供电，完成高压上电，氢燃料电池系统开始启动发电；同时，安全监测单元检测出行平台的运动状态、运行速度和行驶路线与预定路线的偏移角度，并保存于数据存储单元；
步骤三：根据需求功率，动力分配单元确定氢燃料电池系统和锂电池的输出功率，然后动力电源控制器根据所述氢燃料电池系统和锂电池的输出功率确定动力电源供电方式，并调节氢燃料电池系统和锂电池的实时输出功率以满足移动出行平台的需求功率；
步骤四：协同控制器采用协调控制策略对转向控制器、驱动控制器和制动控制器进行协调控制，以使移动出行平台按目标速度和预定路线行驶；
步骤五：信号采集单元通过CAN通讯接口，从整车控制器获取关闭信号，当关闭信号有效时，动力电源控制器、转向控制器、驱动控制器和制动控制器进入下电流程，协同控制器依然保持动力电源供电；氢燃料电池系统进行降载，当其功率降到0kW后进行扫吹，待氢燃料电池系统关机后，动力控制系统进入休眠状态，下电完成，停车。


2.根据权利要求1所述一种动力系统多能源协同控制方法，其特征在于，所述的协同控制器硬件采用英飞凌基于AURIX2G多核架构TC375嵌入式安全控制器；协同控制器分别发出转向控制信号、驱动控制信号和制动控制信号以控制转向控制器、驱动控制器和制动控制器。


3.根据权利要求1所述一种动力系统多能源协同控制方法，其特征在于，所述的预定路线是指出行平台运行在智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，肖纯，田韶鹏，潘峰，王伟东，程荣，余肖，周炳寅，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44