一种高效节能智能锂电机车动力控制方法及系统与流程

本发明涉及电池管理领域，更具体地说，本发明涉及一种高效节能智能锂电机车动力控制方法及系统。

背景技术：

1、随着全球环境保护意识的增强和能源需求的不断增长，电动机车因其环保和节能特性，逐渐成为现代交通工具的主要发展方向。锂电池作为电动机车的主要动力来源，具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低等优点。然而，如何高效地分配和管理锂电池的能量，仍然是提高电动机车整体性能和续航能力的关键技术挑战。

2、现有技术存在以下不足：

3、目前，在传统的高效节能智能锂电机车动力控制系统设计中，通常采用简单的电池管理系统来监控电池状态并进行基本的充放电控制，然而，这种方法往往无法充分利用锂电池的全部能量，导致电动机车的续航能力和能效较低；为此，提出一种高效节能的智能锂电机车动力控制方法及系统，旨在通过优化电池能量的分配和管理，提高电动机车的能效和续航里程。

4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高效节能智能锂电机车动力控制方法及系统，通过运用不同的产品检验方式以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种高效节能智能锂电机车动力控制方法，包括s1:采集电池状态特征信息和车辆状态特征信息以及环境条件信息；

3、s2：获取电池状态特征信息和车辆状态特征信息以及环境条件信息，通过数据化以及数据模型处理得到，电池健康状态，制动强度频率以及外界温度偏差；

4、s3：获取电池健康状态、制动强度频率以及外界温度偏差使用模糊逻辑确定上一行驶轨迹复杂性结果；

5、s4：根据模糊规则进行模糊推理，统计上一行驶轨迹复杂性结果并确定初始化分配方案；

6、s5：获取判断结果，通过时间序列模型进行动力分配预测分析，进一步细化并优化调整初始化分配方案。

7、在一个优选的实施方式中，电池健康状态包含容量衰减速率、内阻增大速率、充放电速率以及工作温度变化幅度偏差，在线性模型中，容量随时间呈现线性下降：

8、

9、其中，为容量衰减速率，使用最小二乘法计算斜率：

10、

11、其中，i为定期测量次数，i=1、2、3、4、……m，m为定期测量总数；

12、通过记录新电池的初始内阻值，与其对应的时间间隔的内阻，使用最小二乘法计算出内阻增大速率；

13、通过电池在充电或放电过程中电流的速率，相对于其容量的比例，得到充放电速率；

14、通过电池在其工作期间温度发生变化的频率和幅度，得到工作温度变化幅度偏差。

15、在一个优选的实施方式中，将其带入加权平均计算则得到电池健康状态：

16、

17、其中，为电池健康状态，、、以及分别为容量衰减速率、内阻增大速率、充放电速率以及工作温度变化幅度偏差的预设比例系数，且、、以及均大于0。

18、在一个优选的实施方式中，车辆状态特征信息包括制动强度频率，环境条件信息包括外界温度偏差；车辆的制动系统上安装制动传感器，实时监测制动强度，记录制动时的强度数据及其对应的时间戳，形成制动强度随时间变化的曲线得到制动强度频率；

19、车辆外部安装环境温度传感器，实时监测外界温度，根据实时监测的温度数据与基准温度的差值，得到温度偏差。

20、在一个优选的实施方式中，将电池健康状态、制动强度频率以及外界温度偏差定义为输入变量，将其分别划分为不同的模糊集合；

21、将上一行驶轨迹复杂性结果定义为输出变量，将其划分为模糊集合；

22、制定模糊规则，描述电池健康状态、制动强度频率以及外界温度偏差对上一行驶轨迹复杂性结果的影响；

23、根据模糊规则进行模糊推理，确定初始化分配方案。

24、在一个优选的实施方式中，判断结果包括初始化分配方案不合理结果；通过时间序列模型进行动力分配预测分析，确定优化调整初始化分配方案。

25、在一个优选的实施方式中，时间序列模型采用的是arimax模型，通过时间序列模型进行动力分配预测分析的具体步骤如下：

26、步骤a1，获取预测用数据；

27、步骤a2，建立arimax模型；

28、步骤a3，使用最大似然估计（mle）方法来估计arimax模型参数；

29、步骤a4，验证拟合模型的效果，通过残差分析法检查模型的拟合优度；

30、步骤a5，利用拟合好的模型对未来的分配方案进行预测，将预测结果的最大值作为未来时间段内动力需求的最高点。

31、在一个优选的实施方式中，arimax模型中外生变量包括电池健康状态、制动强度频率、外界温度偏差，arimax模型公式为：

32、

33、式中，为当前时间点的动力需求，为常数项，为第i阶自回归参数，是自回归项的阶数，为第j阶移动平均参数，是移动平均项的阶数，是白噪声项，代表随机误差，是外生变量的系数，是外生变量的滞后阶数，是滞后k期的外生变量。

34、在一个优选的实施方式中，在步骤a3中，、、、、通过最大似然估计方法计算获取。

35、一种高效节能智能锂电机车动力控制系统包括采集模块，初级处理模块，模糊推理模块，预测评估模块，输出窗口；

36、采集模块用于采集电池状态特征信息和车辆状态特征信息以及环境条件信息并将其发送至初级处理模块；

37、初级处理模块用于获取电池状态特征信息和车辆状态特征信息以及环境条件信息，通过数据化以及数据模型处理得到，电池健康状态，制动强度频率以及外界温度偏差，并将其发送至模糊推理模块；

38、模糊推理模块用于获取电池健康状态、制动强度频率以及外界温度偏差使用模糊逻辑确定上一行驶轨迹复杂性结果，根据模糊规则进行模糊推理，统计上一行驶轨迹复杂性结果并确定初始化分配方案，并将判断结果发送至预测评估模块；

39、预测评估模块用于获取判断结果，通过时间序列模型进行动力分配预测分析，进一步细化并优化调整初始化分配方案，并将优化后的方案发送至输出窗口；

40、输出窗口用于接收优化后的方案，并将其上报显示。

41、本发明的技术效果和优点：

42、1.本发明通过电池健康状态，制动强度频率以及外界温度偏差制定一组模糊规则进行模糊推理，确定上一行驶轨迹复杂性结果，对上一行驶轨迹计算的复杂度进行优化，并对初始化分配方案进行合理判断，避免单一分配方案控制动力，规避存在分配失衡的情况，优化了用户后续使用体验。

43、2.本发明通过初始化分配方案不合理信息，通过时间序列模型进行动力分配预测分析，得到动力需求数据，依据其预测结果的最大值，最小值以及平均值，动态调整初始化电池能耗分配，从而细化并优化调整初始化分配方案，优化了电池能量的分配和管理，提高了电动机车的能效和续航里程。