本发明涉及新能源汽车能量管理，具体地，涉及一种基于路面识别的预测性能量管理控制方法。
背景技术：
1、纯电动汽车的能量来源于动力电池包，在低附路面加速时车辆容易出现打滑的情况，导致电机转速快速上升，驱动功率快速上升，从而存在超过电池包可用驱动功率现象，对车辆安全产生危害。
2、为了解决这个问题，目前的新能源汽车能量管理，主要是根据电池允许放电功率和实际放电功率差值做保护，当实际放电功率超过电池允许放电功率时，启动功率超限保护，按照一定的梯度降低驱动电机扭矩，进而降低驱动电机功率。这种方法在轮胎打滑时，电机转速会快速上升，电机功率快速上升，无法很好的控制住电机功率，从而使得电池实际放电功率仍然容易超过电池允许放电功率，目前的解决方法是预留一定的功率，当实际放电功率超过允许功率减去预留功率时，就降低驱动电机功率，但是这样会使得在低放电允许功率时，无法将更多的功率用于驱动，存在功率浪费情况。同时，这种方法在极低附路面，电机转速快速上升时，也无法及时有效的将驱动功率降低，保护电池包。且实施该种方法在执行功率限制的时候，快速降低驱动扭矩，会给车辆带来明显的顿挫，降低用户的驾驶体验。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于路面识别的预测性能量管理控制方法能够很好的实现车辆打滑时驱动功率的控制，保证电池实际放电功率不会超过电池最大允许放电功率，进而提升电动汽车或者混动汽车的车辆安全性，同时提升车辆的驾驶性。
2、为实现上述技术效果，本发明采用如下所述技术方案：
3、一种基于路面识别的预测性能量管理控制方法，包括以下步骤：
4、步骤s1、整车控制器vcu采集目标车辆的车速、纵向加速度、四轮轮速、油门踏板开度、坡度、电池包最大允许放电功率、电机实际驱动扭矩、电机转速、电机实际功率；
5、步骤s2、vcu根据电池最大允许放电功率，减去预留给dcdc和空调的功率后，得到最大允许驱动功率；
6、步骤s3、vcu根据整车车速、油门踏板开度和预设的标定map表，计算驾驶员需求扭矩tk；
7、步骤s4、根据车辆车速、纵向加速度、四轮轮速、坡度、电机实际驱动扭矩，计算四个轮胎的路面附着系数和路面附着等级；路面附着系数取四个轮胎的附着系数中的最小值；依据如下公式计算每个轮胎的路面附着系数：
8、u＝fx/fz
9、其中，fx表示每个轮胎地面力，fz表示每个轮胎的垂向载荷；
10、步骤s5、根据电机转速和驾驶员需求扭矩，计算驱动预测功率pmn；
11、步骤s6、根据路面附着等级调整驱动预测功率和实际驱动功率的权重系数，根据如下公式得到第一驱动功率p1；
12、p1＝k*pmn+(1-k)preal
13、其中p1为第一驱动功率，pmn为预测驱动功率，preal为vcu获取的电机实际功率，k为权重系数；
14、步骤s7、根据第一驱动功率和最大允许驱动功率进行能量管理控制；
15、当最大允许驱动功率减去第一驱动功率p1的差值小于等于预设阈值时，则按照预设的变化率fk降低驾驶员需求扭矩tk，根据如下公式计算出第二驾驶员需求扭矩tj：
16、tj＝tk+∫fk*dt
17、其中，tj为第二驾驶员需求扭矩，t为时间。
18、步骤s8、将第二驾驶员需求扭矩tj传递给mcu执行，完成能量管理控制。
19、优选地，在步骤s4中，左/右前轮垂向载荷等于前轴垂向载荷的1/2，左/右后轮垂向载荷等于后轴垂向载荷的1/2；所述前轴垂向载荷和后轴垂向载荷通过以下公式计算：
20、
21、其中，fzf表示前轴垂向载荷，fzr表示后轴垂向载荷，m表示整车质量，lf为前轴到质心的距离，lr为后轴到质心的距离，g为重力加速度，β为道路坡度角度，ax为车辆纵向加速度，hg为车辆质心离地高度；
22、优选地，在步骤s4中，所述轮胎地面力通过以下公式计算：
23、
24、其中，fx表示轮胎地面力，ttw表示该轮胎上的驱动力矩，j表示轮胎转动惯量，a表示轮胎角加速度，r表示轮胎半径；当计算左前轮/右前轮轮胎地面力时，ttw等于tfr/2，tfr是指前轴电机实际输出扭矩；当计算左后轮/右后轮轮胎地面力时，ttw等于trr/2，trr是指后轴电机实际输出扭矩；当车辆为前驱时，只有前轴电机有扭矩；当车辆为后驱时，只有后轴电机有扭矩；当车辆为四驱时，前后轴电机都有扭矩；
25、轮胎的角加速度由轮胎角速度单位时间的变化量计算得到a＝dω/dt；轮胎角速度根据轮速计算得到ω＝v/r，其中v表示轮胎实际轮速，r表示轮胎半径。
26、优选地，在步骤s4中，计算出四个轮胎的附着系数后，取最小值作为路面附着系数。
27、优选地，在步骤s4中，若计算出路面附着系数为0<u<0.2，则其地面附着等级为极低；若路面附着系数为0.3<u<0.4，则其地面附着等级为低；若路面附着系数为0.5<u<0.6，则其地面附着等级为中；若路面附着系数为0.65<u<0.75，则其地面附着等级为高；若路面附着系数为0.8<u<1，则其地面附着等级为极高。
28、优选地，步骤s5具体包括以下步骤：
29、首先对电机转速求导，得到电机转速加速度an，其中nk为当前时刻电机转速，nk-1为上一时刻电机转速，t为两个时刻间隔时间：
30、
31、根据电机转速加速度，计算一段时间后的预测电机转速nk+n：
32、nk+n＝nk+an*tn
33、其中tn为一段时间(该值为标定量，可以根据不同情况设置)；
34、根据预测电机转速和驾驶员需求扭矩，计算一段时间后的预测驱动功率pmn：
35、
36、其中，tk为驾驶员需求扭矩。
37、优选地，在步骤s6中，所述权重系数由路面附着等级决定，当路面附着等级为极低时，权重系数为0.8，当路面附着等级为低时，权重系数为0.7，当路面附着等级为中时，权重系数为0.6，当路面附着等级为高时，权重系数为0.4，当路面附着等级为极高时，权重系数为0.3。
38、优选地，在步骤s7中，当最大允许驱动功率减去第一驱动功率的差值小于等于阈值5kw时，则按照预设的变化率-2500nm/s降低驾驶员需求扭矩。
39、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
40、本发明提供的基于路面识别的预测性能量管理控制方法能够很好的实现车辆打滑时驱动功率的控制，通过路面识别和预测驱动功率，调整预测驱动功率和实际驱动功率的权重，保证电池实际放电功率不会超过电池最大允许放电功率，进而提升电动汽车或者混动汽车的车辆安全性，同时提升车辆的驾驶性。
1.一种基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，在步骤s4中，左/右前轮垂向载荷等于前轴垂向载荷的1/2，左/右后轮垂向载荷等于后轴垂向载荷的1/2；所述前轴垂向载荷和后轴垂向载荷通过以下公式计算：
3.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，在步骤s4中，所述轮胎地面力通过以下公式计算：
4.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，在步骤s4中，计算出四个轮胎的附着系数后，取最小值作为路面附着系数。
5.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，在步骤s4中，若计算出路面附着系数为0<u<0.2，则其地面附着等级为极低；若路面附着系数为0.3<u<0.4，则其地面附着等级为低；若路面附着系数为0.5<u<0.6，则其地面附着等级为中；若路面附着系数为0.65<u<0.75，则其地面附着等级为高；若路面附着系数为0.8<u<1，则其地面附着等级为极高。
6.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，步骤s5具体包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，在步骤s6中，所述权重系数由路面附着等级决定，当路面附着等级为极低时，权重系数为0.8，当路面附着等级为低时，权重系数为0.7，当路面附着等级为中时，权重系数为0.6，当路面附着等级为高时，权重系数为0.4，当路面附着等级为极高时，权重系数为0.3。
8.根据权利要求1所述的基于路面识别的预测性能量管理控制方法，其特征在于，在步骤s7中，当最大允许驱动功率减去第一驱动功率的差值小于等于阈值5kw时，则按照预设的变化率-2500nm/s降低驾驶员需求扭矩。
