本发明涉及混合动力车辆，具体涉及一种弱混车辆前功率链相特性控制方法、系统、车辆及介质。
背景技术：
1、随着能源短缺和空气污染问题越来越受到人们关注，电动化逐渐成为各类车辆的发展趋势。非道路车辆包括但不限于各类工程机械、特种车辆及履带车辆。串联式混合动力系统因其结构简单、成本低、布置灵活等优点，逐渐成为这类车辆的主要构型。非道路串联式弱混车辆是一种具有高功率、大负载和长航时需求的油-电混合动力装置，柴油机-发电机组和储能装置(动力电池或超级电容或两者组合的复合电源系统)组成了动力系统的前功率链，其中高强化增压柴油机和发电机组成的柴油机-发电机组是主要动力源，其标定功率能覆盖车辆绝大部分峰值驱动功率，储能装置功率相比于驱动峰值功率较小，作为整车的辅助动力源。
2、现有的非道路串联式弱混车辆普遍存在因柴油机动态响应性能不足以及储能系统功率限制而导致的性能缺陷。这主要表现在复杂工况下，尤其是瞬态工况，高增压柴油机由于响应迟缓，并且储能设备的供能功率限制，无法即时供应驱动侧所需功率，从而影响车辆的动力性能。为了提高车辆动力响应性，现有控制策略通常会使发动机长时间运行在高转速状态，在这一状态下，尽管增压系统和发动机的功率响应较快，却会增加燃油消耗，损害车辆的经济性。这种控制策略的短板在于它不能灵活地调整发动机-发电机组与储能系统的协同工作状态，从而削弱了车辆在不同工况下的性能表现，因此，亟需一种弱混车辆前功率链相特性控制方法、系统、车辆及介质。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种弱混车辆前功率链相特性控制方法、系统、车辆及介质，以解决现有技术不能灵活地调整发动机-发电机组与储能系统的协同工作状态的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种弱混车辆前功率链相特性控制方法，包括以下步骤：
4、定义并划分前功率链油-电功率流的相域，得到多个分别对应一种不同工作模式的相域；
5、根据实时采集的车辆状态信息和驾驶员需求信号确定需求功率；
6、根据需求功率、车辆状态信息和驾驶员需求信号确定车辆实时的行驶工况；
7、根据得到的行驶工况确定不同工作模式的切换顺序以及对应的前功率链油-电功率流输出的相轨迹；
8、根据得到的不同工作模式的切换顺序以及对应的相轨迹实时动态确定发动机-发电机组功率和储能装置功率的目标值；
9、将目标值解耦为各部件的控制参数信号，根据控制参数信号分别对发动机、发电机组和储能装置进行控制。
10、可选的，定义并划分前功率链油-电功率流的相域，得到多个分别对应一种不同工作模式的相域的步骤，具体包括，
11、基于发动机-发电机组的功率输出和储能装置的功率输出，构建前功率链油-电功率流四象限的工作平面；
12、通过储能装置最大放电功率、储能装置最大充电功率、发动机-发电机组最大功率、发动机-发电机组最大倒拖功率确定工作平面的边界；
13、根据发动机-发电机组的功率输出和消耗情况，以及储能装置的功率输出和消耗情况将工作平面划分为6个不同区域；
14、将6个不同区域和不同区域彼此之间存在6个边界组成12个相域；
15、将12个相域与非道路串联式弱混车辆的不同工作模式形成一一对应的映射关系。
16、可选的，车辆状态信息包括，车速、车辆加速度、发动机转速、电池soc；驾驶员需求信号包括加速踏板信号和制动踏板信号。
17、可选的，行驶工况包括起步工况、加速工况、稳态行驶工况、减速工况和制动工况；
18、所述工作模式包括：
19、发动机-发电机组功率跟随模式，对应ⅰ相域，其中发动机-发电机组单独供能满足整车需求功率；
20、混合动力行驶模式，对应ⅱ相域，发动机-发电机组和储能装置共同供能满足整车需求功率；
21、纯电行驶模式，对应ⅲ相域，储能装置单独供能满足整车需求功率；
22、行车发动机提速模式，对应ⅳ相域，储能装置在满足整车驱动功率的同时，其富余功率供给电机倒拖发动机；
23、停车/滑行发动机提速模式，对应ⅴ相域，电机倒拖发动机转速提升；
24、发动机制动和发动机提速模式，对应ⅵ相域，驱动电机制动回收功率，发动机-发电机组功率为负，电机倒拖发动机提升转速；
25、发动机制动模式，对应ⅶ相域，驱动电机制动回收能量由电机倒拖发动机时消耗；
26、混合制动模式，对应ⅷ相域，发动机制动和再生制动同时进行，部分能量储存在储能装置中；
27、再生制动模式，对应ⅸ相域，驱动电机制动回收能量全部储存在储能装置中；
28、再生制动和电池充电模式，对应ⅹ相域，储能装置回收制动能量的同时，发动机-发电机组输出功率为储能装置充电；
29、停车/滑行充电模式，对应ⅺ相域，发动机-发电机组输出功率给储能装置充电；
30、行车充电模式，对应ⅻ相域，发动机-发电机组提供车辆需求功率的同时给储能装置充电。
31、可选的，根据得到的行驶工况确定不同工作模式的切换顺序以及对应的前功率链油-电功率流输出的相轨迹的步骤，具体包括，
32、根据得到的行驶工况，选择预定义的工作模式；
33、起步工况时，制定三种起步方式，对应的工作模式切换顺序和相轨迹为：停车发动机提速模式—停车充电模式—行车充电模式的切换顺序，相轨迹为ⅴ相域—ⅺ相域—ⅻ相域；行车发动机提速模式—混合动力行驶模式的切换顺序，相轨迹为ⅳ相域—ⅱ相域；混合动力行驶模式，相轨迹为ⅱ相域中预设的轨迹。
34、在加速工况时，根据ⅻ相域、ⅰ相域、ⅱ相域的前功率链特性，选择预先设置不同起始状态开始加速时前功率链的工作模式和功率分配的相轨迹；
35、在稳态行驶工况时，根据车辆状态信息，选择ⅱ相域中最经济的相轨迹；
36、在减速工况时，根据ⅱ相域、ⅺ相域、ⅻ相域的前功率链特性，选择预先设置在不同起始状态点开始减速时前功率链的工作模式和功率分配的相轨迹；
37、在制动阶工况时，根据ⅵ相域、ⅶ相域、ⅷ相域、ⅸ相域、ⅹ相域的前功率链特性和制动程度预先设置三种制动方式，以及对应的工作模式和功率分配的相轨迹：紧急制动选择再生制动模式—混合制动模式的切换顺序，相轨迹为ⅸ相域—ⅷ相域；中度制动选择发动机制动模式—混合制动模式的切换顺序，相轨迹为ⅶ相域—ⅷ相域；轻度制动，根据发动机转速分为两种轨迹，当发动机转速小于预设阈值时，选择发动机制动模式—发动机制动和发动机提速模式的切换顺序，相轨迹为ⅶ相域—ⅵ相域；当发动机转速大于预设阈值时，选择再生制动模式—再生制动和电池充电模式的切换顺序，相轨迹为ⅸ相域—ⅹ相域。
38、一种弱混车辆前功率链相特性控制系统，包括：
39、相域定义划分模块，用于定义并划分前功率链油-电功率流的相域，得到多个分别对应一种不同工作模式的相域；
40、需求功率计算模块，用于根据实时采集的车辆状态信息和驾驶员需求信号确定需求功率；
41、行驶工况识别模块，用于根据需求功率、车辆状态信息和驾驶员需求信号确定车辆实时的行驶工况；
42、前功率链相特性控制模块，根据得到的行驶工况确定不同工作模式的切换顺序以及对应的前功率链油-电功率流输出的相轨迹；并根据得到的不同工作模式的切换顺序以及对应的相轨迹实时动态确定发动机-发电机组功率和储能装置功率的目标值；
43、控制参数计算模块，用于将功率目标值解耦为各部件的控制参数信号；
44、整车控制器，用于根据控制参数信号分别对发动机、发电机组和储能装置进行控制。
45、可选的，所述需求功率计算模块进一步包括：
46、多个传感器，用于采集车辆状态信息；
47、信号接收单元，用于接收驾驶员的加速踏板信号和制动踏板信号。
48、可选的，所述前功率链相特性控制模块包括：
49、相域映射单元，用于将相域与不同工作模式形成一一对应的映射关系；
50、模式切换决策单元，用于根据实时识别的行驶工况选择预定义的工作模式和对应的相轨迹。
51、一种非道路串联式弱混车辆，包括所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制系统。
52、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制方法。
53、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
54、本发明的一种非道路串联式弱混车辆前功率链相特性控制方法，提出了串联式弱混车辆前功率链油-电功率流的相域定义和划分，提出了非道路串联式弱混车辆在常用行驶工况下的前功率链功率流的组合形态，有效根据车辆在不同工况下的行驶需求，合理确定车辆的工作模式以及前功率链油-电功率流分配的相轨迹，优化了前功率链发动机-发电机组和储能装置的能量分配过程，解决了因发动机的动态响应性差以及储能装置功率不足导致的弊端，从而提高了车辆的动力性及经济性。
55、通过实时采集车辆状态信息和驾驶员需求信号，本发明能够动态地确定需求功率和车辆的实时行驶工况，从而实现更加精确和实时的功率控制，提升了车辆对不同行驶条件的适应性。
56、本发明的控制方法通过定义12个相域与非道路串联式弱混车辆不同工作模式的一一对应关系，丰富了车辆的工作模式，使得车辆能够更加灵活地应对各种复杂的行驶环境，提高了车辆的运行效率。
57、在制动工况下，本发明通过合理设置的多种制动模式和对应的功率分配策略，实现了高效的制动能量回收，同时保持发动机转速和增压系统响应性，为可能的后续加速工况做好了准备，从而提高了车辆的能源利用效率。
58、本发明的控制系统包括需求功率计算模块、行驶工况识别模块、前功率链相特性控制模块、控制参数计算模块和整车控制器，这些模块的有机结合实现了对前功率链油-电功率流的精确控制，简化了控制流程，提高了控制效率。
59、本发明提供的计算机可读存储介质，存储有实现前功率链相特性控制方法的指令集，使得该控制方法可以通过软件实现，便于推广应用，降低了硬件成本，同时易于进行升级和维护。
1.一种弱混车辆前功率链相特性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制方法，其特征在于，定义并划分前功率链油-电功率流的相域，得到多个分别对应一种不同工作模式的相域的步骤，具体包括，
3.根据权利要求1所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制方法，其特征在于，车辆状态信息包括，车速、车辆加速度、发动机转速、电池soc；驾驶员需求信号包括加速踏板信号和制动踏板信号。
4.根据权利要求1所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制方法，其特征在于，根据得到的行驶工况确定不同工作模式的切换顺序以及对应的前功率链油-电功率流输出的相轨迹的步骤，具体包括，
6.一种弱混车辆前功率链相特性控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制系统，其特征在于，所述需求功率计算模块进一步包括：
8.根据权利要求6所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制系统，其特征在于，所述前功率链相特性控制模块包括：
9.一种非道路串联式弱混车辆，其特征在于，包括权利要求6至8中任一项所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制系统。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的一种弱混车辆前功率链相特性控制方法。
