一种能量管理方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及串联式混合动力车领域，尤其涉及一种能量管理方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.混合动力车是指使用两种或两种以上不同的储能器、能源或转换器作驱动能源来推进车辆行驶，其中至少有一种能源提供电能的车；在石油资源的渐趋匮乏和传统燃油汽车排放所造成环境污染的双重压力下，混合动力车是解决环境污染和能源问题的重要研究方向。
3.现有相关技术中，针对串联式混合动力车的能量管理，在当前最优化能量管理方法的研究中，都是采用将档位的寻找和限定统一放到哈密尔顿函数(h函数)中，形成多目标的计算优化问题；虽然上述方法也可以实现最优化的能量分配和最优档位的选择，但是每次进行h函数的优化计算时，都要进行多个目标优化计算，计算量较大，消耗的资源较多，效率也较低并且也不够灵活。基于上述问题，需要一种新的方法，可以提高h函数的优化计算效率，并实现最优化的能量分配和最优档位的选择。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种能量管理方法、装置、设备及存储介质，可以将初始档位的最优计算从价值函数中剥离，形成价值函数的单一优化问题，提升价值函数计算效率，并实现能量的全局优化。
5.第一方面，本技术提供了一种能量管理方法，包括：
6.响应于能量分配触发指令，根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，根据所述变速箱的总扭矩需求确定不同档位下发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；
7.利用价值函数确定在不同档位下采用所述不同发动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；
8.根据所述各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；
9.若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配；
10.若最小静态成本对应的档位与当前档位不同，确定当前静态成本是否大于最小静态成本与预设切换成本的总成本；
11.若当前静态成本大于所述总成本，切换到最小静态成本对应的档位并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配，否则，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配。
12.在一个或多个可能的实施例中，确定所述车辆行驶路谱中当前时刻为初始时刻
时，还包括：
13.根据初始时刻对应的车辆速度及变速箱参数确定变速箱前端转速；
14.根据所述变速箱前端转速确定驱动电机的转速，并确定在不同档位下达到所述转速对应的驱动电机的总效率；
15.选取最高总效率对应的档位为初始档位；
16.根据所述初始档位及初始时刻对应的车辆速度，确定该初始档位下发动机和发电机的总扭矩，并预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；
17.根据所述不同发动机扭矩与对应的协态变量的关系确定各发动机扭矩对应的协态变量；
18.从各发动机扭矩对应的协态变量，按照预设初始协态变量选取条件选择一个协态变量作为初始协态变量。
19.在一个或多个可能的实施例中，还包括：
20.确定按照所述初始协态变量对应的发动机扭矩和发电机扭矩进行能量分配。
21.在一个或多个可能的实施例中，按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配后，还包括：
22.确定所述当前时刻是否为路谱中最后时刻；
23.若是，确定所述路谱的能量规划完成，否则，确定电池当前状态是否在预设范围中；
24.若确定所述电池当前状态在预设范围中，产生能量分配触发指令以重新进行能量分配；
25.若确定所述电池当前状态不在预设范围中，将所述当前时刻作为路谱中的初始时刻。
26.在一个或多个可能的实施例中，述当前协态变量为除所述初始协态变量之外的其他协态变量；
27.所述当前协态变量采用如下方式确定：
28.通过预先构建的静态成本函数根据上一时刻对应的协态变量与电池当前状态，对上一时刻的协态变量进行更新，得到当前时刻对应的当前协态变量。
29.在一个或多个可能的实施例中，还包括：
30.根据预先设置产生能量分配指令时间的预测步长，在所述预测步长内，若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，计算保持当前档位的第一特定时间步长，确定在所述保持当前档位的第一特定时间步长内不进行档位切换；
31.在所述预测步长内或者在档位寻找达到所述预测步长后，若所述总成本小于当前静态成本，计算切换后档位的第二特定时间步长，确定在所述切换后档位的第二特定时间步长内不进行档位切换。
32.在一个或多个可能的实施例中，所述驱动电机的总效率包括驱动电机的发电效率和驱动效率。
33.第二方面，本技术还提供一种能量管理装置，所述装置包括：
34.发动机扭矩分配模块，用于响应于能量分配触发指令，根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，根据所述变速箱的总扭矩需求确定不同
档位下发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；
35.发动机油耗确定模块，用于利用价值函数确定在不同档位下采用所述不同发动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；
36.静态成本确定模块，用于根据所述各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；
37.档位切换模块，用于确定若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配；若最小静态成本对应的档位与当前档位不同，确定当前静态成本是否大于最小静态成本与预设切换成本的总成本；若当前静态成本大于所述总成本，切换到最小静态成本对应的档位并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配，否则，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配。
38.第三方面，本技术提供一种能量管理设备，所述设备包括：
39.至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面中任何一项所述的能量管理方法。
40.第四方面，本技术提供过一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如第一方面中任何一项所述的能量管理方法。
41.根据本技术提供的一种能量管理方法、装置、设备及存储介质，可以将初始档位的最优计算从价值函数中剥离，形成价值函数的单一优化问题，提升价值函数计算效率，并实现能量的全局优化。
附图说明
42.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理，并不构成对本技术的不当限定。
43.图1为根据实施例提供的一种流程图；
44.图2为根据实施例提供的一种流程图；
45.图3为根据实施例提供的一种流程图；
46.图4为根据实施例提供的一种流程图；
47.图5为根据实施例提供的一种系统框架图；
48.图6为根据实施例提供的一种电池等效电路图；
49.图7为根据实施例提供的一种装置示意图；
50.图8为根据实施例提供的一种设备示意图；
51.图9为根据实施例提供的一种存储介质示意图。
具体实施方式
52.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
53.现有相关技术中，针对最优化的能量管理系统的研究，一般都是将初始档位的规划，实时档位的规划和能量分配优化全都放入哈密尔顿h函数中，这样就会形成多个目标的优化，会导致h函数的求解过程过于复杂，计算量非常大，效率非常低；针对上述提出的问题本技术提出了一种能量管理方法、装置、设备及存储介质，可以将初始档位的最优计算从价值函数中剥离，形成价值函数的单一优化问题，提升价值函数计算效率，并实现能量的全局优化。
54.下面针对本技术中涉及的专业术语进行介绍：
55.庞特利亚金极小值原理(pontryagin’s minimum principle，pmp)：为理论依据的等效消耗最小策略，原理为：在控制变量u受限制的情况下，使得目标函数j取极小值，从而求解最优的控制变量。
56.在本技术实施例中，j函数又称为价值函数，是基于研究目标确定的成本函数，由于本技术实施例是基于电池荷电状态(state of charge，soc)平衡的前提下进行的，因此车辆的能量消耗来自于发动机的油耗，价值函数为发动机油耗函数。其中，研究目标可以为油耗经济，或排放不超标等，此处不进行具体限定。soc平衡表示在车辆运行的起始时刻和结束时刻的soc的差值小于预设数值。
57.哈密尔顿(hamilton，h)函数：pmp算法中的函数，由价值函数和协态变量及状态约束组成，是关于控制变量u的函数，系统模型有多少个变量，就有多少个协态；在本技术实施例中，u表示发动机的输出扭矩，h函数的状态约束是基于电池状态也就是soc得到的。
58.第一方面，本技术提供一种能量管理方法，如图1所示，包括：
59.步骤101，响应于能量分配触发指令，根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，根据所述变速箱的总扭矩需求确定不同档位下发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；
60.在一个或多个可能的实施例中，上述车辆行驶路谱为固定工况下根据马尔科夫链的方法进行典型工况路谱提取出来的，其中包括车辆在固定工况下固定时间行驶的固定速度，例如路谱包括的时间总共为10秒，那么路谱中包括10秒中每一秒对应的速度，或者，路谱包括的时间总共为100秒，那么路谱中包括每10秒对应的速度，此处不做具体限制；当确定车辆速度时，根据现有的车辆的动力学公式及对应的车辆的变速箱的参数，可以直接计算得到对应速度下对应的变速箱的总扭矩，本技术的能量管理方法应用于串联式混合动力车，因此确定变速箱的总扭矩后可以根据选择的车辆的不同档位确定发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩。
61.步骤102，利用价值函数确定在不同档位下采用所述不同发动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；
62.在一个或多个可能的实施例中，上述价值函数是基于研究目标确定的成本函数，由于本发明是基于整个运行过程soc平衡的前提下进行，所以最终的能耗只来自于发动机油耗量，所以价值函数即发动机油耗函数，因此可以根据上述价值函数也就是发动机的油耗函数确定不同档位下不同发动机扭矩的发动机油耗。
63.步骤103，根据所述各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；
64.在一个或多个可能的实施例中，上述静态成本由发动机油耗、当前协态变量及电
池当前状态构成，h函数是由价值函数协态变量λ及状态约束组成，是控制变量发动机扭矩u的函数，因此静态成本函数就是h函数，上述状态约束就是电池荷电状态，上述电池当前状态是指电池当前的荷电状态；其中，h(u)＝dj+λ*ds，u为发动机扭矩，dj表示发动机油耗函数对时间的微分，ds表示电池荷电状态函数对时间的微分，λ为协态变量。
65.在一个或多个可能的实施例中，上述电池当前状态由以下公式进行计算：
[0066][0067]
其中，如图6所示为电池的等效模型，公式中v表示电池的开路电压，pwrb表示电池的功率，r为电池内阻，tsimpletime为预设的时间间隔，q为电池的容量。
[0068]
步骤104，若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配；
[0069]
在一个或多个可能的实施例中，确定最小的静态成本后，确定最小的静态成本对应的档位与当前车辆的档位为相同时，不需要重新切换档位，但是一个档位下，可能会有预设的多个发动机扭矩和发电机扭矩，需要根据最小的静态成本对应的一组发动机扭矩和发电机扭矩重新进行能量规划，以达到能量优化管理的目的。
[0070]
步骤105，若最小静态成本对应的档位与当前档位不同，确定当前静态成本是否大于最小静态成本与预设切换成本的总成本；
[0071]
在一个或多个可能的实施例中，确定计算的最小静态成本对应的档位与当前车辆的档位不同时，需要根据最小静态成本加上预设切换成本与当前档位中的静态成本进行比较；上述预设切换成本为车辆从当前档位切换到最小静态成本对应的档位所需要承担的动态切换代价，上述预设切换成本可以为一个固定值，或者可以根据相同档位切换到不同档位设置不同的预设切换成本，此处不做具体限制；具体采用如下公式确定上述总成本：
[0072]hgear
＝h(u)+j_dyn
[0073]
其中，h
gear
为上述总成本，j_dyn为上述预设切换成本。
[0074]
步骤106，若当前静态成本大于所述总成本，切换到最小静态成本对应的档位并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配，否则，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配。
[0075]
在一个或多个可能的实施例中，确定上述静态成本大于最小的静态成本加上预设切换成本的总成本时，就会直接切换到总成本最小对应的档位，确认档位切换后，会根据最小静态成本对应的一组发动机扭矩和发电机扭矩进行能量分配。
[0076]
根据本技术提供的一种能量管理方法，将初始档位的计算脱离了h函数，保证实现单个目标的优化，提升价值函数计算效率，并实现了能量的全局优化。
[0077]
在一个或多个可能的实施例中，确定所述车辆行驶路谱中当前时刻为初始时刻时，如图2所示，还包括：
[0078]
步骤201，根据初始时刻对应的车辆速度及变速箱参数确定变速箱前端转速；
[0079]
步骤202，根据所述变速箱前端转速确定驱动电机的转速，并确定在不同档位下达到所述转速对应的驱动电机的总效率；
[0080]
步骤203，选取最高总效率对应的档位为初始档位；
[0081]
在一个或多个可能的实施例中，本技术的能量管理方法应用于串联式混合动力
车，发动机、发电机和驱动电机可以通过离合完全解耦，驱动电机和减速箱直接相连进行动力传递，因此在相同的动力需求下，驱动电机的效率越高，对能量的需求就会越小，就会越省油，并根据串联结构车辆的结构特点，选取初始档位时，根据驱动电机的工作效率进行选取；根据车辆变速箱的参数及路谱中车辆的初始速度确定变速箱前端转速，并确定在不同档位下驱动电机的转速；根据预先构建的驱动电机的模型，可以确定在相同速度的不同档位下，驱动电机的总效率，上述驱动电机的总效率用f
effy
表示，驱动电机的总效率包括驱动电机的发电效率和驱动效率，具体公式如下所示：
[0082]feffy
＝reffydrv+reffyfed
[0083]
其中，reffydrv为驱动电机驱动效率，reffyfed为驱动电机发电效率；并确定选取驱动电机的总效率对应的档位作为初始档位。
[0084]
步骤204，根据所述初始档位及初始时刻对应的车辆速度，确定该初始档位下发动机和发电机的总扭矩，并预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；
[0085]
步骤205，根据所述不同发动机扭矩与对应的协态变量的关系确定各发动机扭矩对应的协态变量；
[0086]
步骤206，从各发动机扭矩对应的协态变量，按照预设初始协态变量选取条件选择一个协态变量作为初始协态变量。
[0087]
在一个或多个可能的实施例中，根据所述初始档位和初始时刻车辆对应的车辆速度可以确定该初始档位下发动机和发电机的总扭矩，并预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩，根据上述h函数中不同发动机扭矩会对应不同的静态成本，可以确定不同发动机扭矩与协态变量之间的关系，并确定不同发动机扭矩对应的不同协态变量，上述预设初始协态变量选取条件可以采用二分法选取或者在设定范围中选取一个符合条件的协态变量作为初始协态变量，现有相关技术中包括多种初始协态变量的确定方法，本技术不再一一例举。
[0088]
在一个或多个可能的实施例中，确定按照所述初始协态变量对应的发动机扭矩和发电机扭矩进行能量分配。
[0089]
在一个或多个可能的实施例中，按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配后，如图3所示，还包括：
[0090]
步骤301，确定所述当前时刻是否为路谱中最后时刻；
[0091]
步骤302，若是，确定所述路谱的能量规划完成；
[0092]
步骤303，否则，确定电池当前状态是否在预设范围中；
[0093]
步骤304，若确定所述电池当前状态在预设范围中，产生能量分配触发指令以重新进行能量分配；
[0094]
步骤305，若确定所述电池当前状态不在预设范围中，将所述当前时刻作为路谱中的初始时刻。
[0095]
在一个或多个可能的实施例中，上述所述预设范围为根据soc平衡进行设置的，例如确定soc的平衡条件为0.8，电池容量为100时，上述预设范围可以在80范围进行上下浮动，例如上述预设范围为78～82，当电池当前状态在78～82中时，确定所述电池当前状态在预设范围中，若电池当前状态不在78～82中时，确定所述电池当前状态不在预设范围中。
[0096]
在一个或多个可能的实施例中，所述当前协态变量为除所述初始协态变量之外的其他协态变量；
[0097]
所述当前协态变量采用如下方式确定：
[0098]
通过预先构建的静态成本函数根据上一时刻对应的协态变量与电池当前状态，对上一时刻的协态变量进行更新，得到当前时刻对应的当前协态变量。
[0099]
为了方便计算，可以通过对预先构建的静态成本函数进行变换，得到协态变量与电池的荷电状态的对应关系，对起始时刻的协态变量进行更新，得到下一时刻的协态变量，现有相关技术中也有很多对当前协态变量进行确定的方法，本技术不限定采用上述方法，只要可以对上述协态变量进行更新确定就可以，在此不再赘述其他可实现的方法。
[0100]
在一个或多个可能的实施例中，还包括：
[0101]
根据预先设置产生能量分配指令时间的预测步长，在所述预测步长内，若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，计算保持当前档位的第一特定时间步长，确定在所述保持当前档位的第一特定时间步长内不进行档位切换；
[0102]
在所述预测步长内或者在档位寻找达到所述预测步长后，若所述总成本小于当前静态成本，计算切换后档位的第二特定时间步长，确定在所述切换后档位的第二特定时间步长内不进行档位切换。
[0103]
在一个或多个可能的实施例中，可以将上述预测步长设定一个固定值例如为120秒，在上述预测步长内计算最小的静态成本，若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，计算保持当前档位的第一特定时间步长，例如所述第一特定时间步长为60秒，则就确定在60s内不进行档位切换；同理，在所述预测步长内或者在档位寻找达到所述预测步长后，若所述总成本小于当前静态成本，计算切换后档位的第二特定时间步长，确定在所述切换后档位的第二特定时间步长内不进行档位切换；可以避免挡位频繁切换和长时间无法选取挡位问题的出现。
[0104]
根据本技术提供的一种能量管理方法，如图4所示，具体包括：步骤401，将获取的路谱输入车辆或预先构建的控制模型和物理模型；步骤402，确定构建h函数为h(u)＝dj+λ*ds；步骤403，根据路谱中的初始时刻对应的车辆速度，确定最高的驱动电机效率对应的档位为初始档位；步骤404，根据所述初始档位和对应的车辆速度及预设初始协态变量选取条件确定初始协态变量；步骤405，确定按照所述初始协态变量对应的发动机扭矩和发电机扭矩进行能量分配；步骤406，响应于能量分配触发指令，对档位进行实时规划计算，并进行实时扭矩分配；步骤407，确定路谱是否计算完成，若是执行步骤408，若否执行步骤409；步骤408，能量管理结束；步骤409，确定电池当前状态是否在预设范围，若是执行步骤406，若否，执行步骤410；步骤410，将当前时刻做为初始时刻进行剩余路谱计算；其中，本技术能量管理方法对应的系统框图如图5所示。
[0105]
根据本技术提出了一种能量管理方法、装置、设备及存储介质，可以将初始档位的最优计算从价值函数中剥离，形成价值函数的单一优化问题，提升价值函数计算效率，并实现能量的全局优化。
[0106]
第二方面，本技术提供一种能量管理装置，如图7所示，包括：
[0107]
发动机扭矩分配模块701，用于响应于能量分配触发指令，根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，根据所述变速箱的总扭矩需求确定不同档位下发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；
[0108]
发动机油耗确定模块702，用于利用价值函数确定在不同档位下采用所述不同发
动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；
[0109]
静态成本确定模块703，用于根据所述各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；
[0110]
档位切换模块704，用于确定若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配；若最小静态成本对应的档位与当前档位不同，确定当前静态成本是否大于最小静态成本与预设切换成本的总成本；若当前静态成本大于所述总成本，切换到最小静态成本对应的档位并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配，否则，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配。
[0111]
第三方面，本技术还提供了一种能量管理设备，包括至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的能量管理方法。
[0112]
如图8所示，设备包括处理器801、存储器802、通信接口803和总线804。其中，处理器801、存储器802和通信接口803通过总线804相互连接。
[0113]
处理器801，用于读取存储器802中的指令并执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例提供的能量管理方法。
[0114]
存储器802，用于存储上述实施例提供的能量管理方法的各种指令以及程序。
[0115]
总线804可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0116]
处理器801可以是中央处理器(central processing unit，简称cpu)，网络处理器(network processor，简称np)，图像处理器(graphic processing unit，简称gpu)或者cpu、np、gpu的任一组合。还可以是硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称asic)，可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，简称cpld)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)，通用阵列逻辑(generic array logic，简称gal)或其任意组合。
[0117]
第三方面，本技术还提供一种存储介质，如图9所示，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于使计算机执行上述实施例中任何一项方法。
[0118]
存储器可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(ram)921和/或高速缓存存储器922，还可以进一步包括只读存储器(rom)923。
[0119]
存储器还可以包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序/实用工具925，这样的程序模块924包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0120]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0121]
本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0122]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0123]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0124]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种能量管理方法，其特征在于，包括：响应于能量分配触发指令，根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，根据所述变速箱的总扭矩需求确定不同档位下发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；利用价值函数确定在不同档位下采用所述不同发动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；根据所述各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配；若最小静态成本对应的档位与当前档位不同，确定当前静态成本是否大于最小静态成本与预设切换成本的总成本；若当前静态成本大于所述总成本，切换到最小静态成本对应的档位并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配，否则，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述车辆行驶路谱中当前时刻为初始时刻时，还包括：根据初始时刻对应的车辆速度及变速箱参数确定变速箱前端转速；根据所述变速箱前端转速确定驱动电机的转速，并确定在不同档位下达到所述转速对应的驱动电机的总效率；选取最高总效率对应的档位为初始档位；根据所述初始档位及初始时刻对应的车辆速度，确定该初始档位下发动机和发电机的总扭矩，并预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；根据所述不同发动机扭矩与对应的协态变量的关系确定各发动机扭矩对应的协态变量；从各发动机扭矩对应的协态变量，按照预设初始协态变量选取条件选择一个协态变量作为初始协态变量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：确定按照所述初始协态变量对应的发动机扭矩和发电机扭矩进行能量分配。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配后，还包括：确定所述当前时刻是否为路谱中最后时刻；若是，确定所述路谱的能量规划完成，否则，确定电池当前状态是否在预设范围中；若确定所述电池当前状态在预设范围中，产生能量分配触发指令以重新进行能量分配；若确定所述电池当前状态不在预设范围中，将所述当前时刻作为路谱中的初始时刻。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前协态变量为除所述初始协态变量之外的其他协态变量；所述当前协态变量采用如下方式确定：
通过预先构建的静态成本函数根据上一时刻对应的协态变量与电池当前状态，对上一时刻的协态变量进行更新，得到当前时刻对应的当前协态变量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据预先设置产生能量分配指令时间的预测步长，在所述预测步长内，若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，计算保持当前档位的第一特定时间步长，确定在所述保持当前档位的第一特定时间步长内不进行档位切换；在所述预测步长内或者在档位寻找达到所述预测步长后，若所述总成本小于当前静态成本，计算切换后档位的第二特定时间步长，确定在所述切换后档位的第二特定时间步长内不进行档位切换。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驱动电机的总效率包括驱动电机的发电效率和驱动效率。8.一种能量管理装置，其特征在于，所述装置包括：发动机扭矩分配模块，用于响应于能量分配触发指令，根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，根据所述变速箱的总扭矩需求确定不同档位下发动机和发电机的总扭矩，预估满足所述总扭矩的不同发动机扭矩；发动机油耗确定模块，用于利用价值函数确定在不同档位下采用所述不同发动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；静态成本确定模块，用于根据所述各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；档位切换模块，用于确定若最小静态成本对应的档位与当前档位相同，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配；若最小静态成本对应的档位与当前档位不同，确定当前静态成本是否大于最小静态成本与预设切换成本的总成本；若当前静态成本大于所述总成本，切换到最小静态成本对应的档位并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配，否则，保持当前档位，并按照最小静态成本对应的发动机扭矩进行能量分配。9.一种能量管理设备，其特征在于，所述设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7中任何一项所述的能量管理方法。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如权利要求1-7中任何一项所述的能量管理方法。

技术总结
本申请提供了一种能量管理方法、装置、设备及存储介质，方法包括：根据车辆行驶路谱中当前时刻对应的车辆速度，确定变速箱的总扭矩需求，预估满足总扭矩的不同发动机扭矩；利用价值函数确定在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个发动机油耗；根据各个发动扭矩对应的发动机油耗及当前协态变量、电池当前状态，计算在不同档位下采用不同发动机扭矩分别对应的各个静态成本；并根据静态成本和预设切换成本进行实时档位选择和能量分配；可以将初始档位的最优计算从价值函数中剥离，形成价值函数的单一优化问题，提升价值函数计算效率，并实现能量的全局优化。并实现能量的全局优化。并实现能量的全局优化。


技术研发人员：辛英 王汉瑞 付冰雪 王飞 任彬
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/14