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TWI694406B - 用於多動力源車輛的智慧配能方法及系統 - Google Patents

用於多動力源車輛的智慧配能方法及系統 Download PDF

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Publication number
TWI694406B
TWI694406B TW108121907A TW108121907A TWI694406B TW I694406 B TWI694406 B TW I694406B TW 108121907 A TW108121907 A TW 108121907A TW 108121907 A TW108121907 A TW 108121907A TW I694406 B TWI694406 B TW I694406B
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Taiwan
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power
internal combustion
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battery source
energy
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TW108121907A
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洪翊軒
陳瑄易
李鎧麟
施柏霖
周子正
陳韋綱
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國立臺灣師範大學
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Abstract

一種智慧配能方法及系統中，根據多動力源車輛的動力單元及能源單元的配置，先決定出多個系統參數，然後定義一代表該車輛的總等效能耗且相關於該等系統參數的多維目標函數；根據有關於該動力單元及該能源單元的效率及特性資訊、及多個分別對應於該等系統參數的預定範圍，計算出該多維目標函數在該等系統參數全域上的多個函數值，以建立含有該等函數值及其每一者所相關的該等系統參數的參數值的全域資料庫；及根據該車輛的當前情況及所欲需求功率，搜尋該全域資料庫以獲得一最小函數值，其所相關的一參數值作為最佳動力分配比。

Description

用於多動力源車輛的智慧配能方法及系統
本發明是有關於多動力源車輛，特別是指一種用於多動力源車輛的智慧配能方法及系統。
基於有限的石油資源、環境污染等因素，油電混合車及電動車已逐漸普及。通常用於油電混合車或電動車的動力電池例如為鋰電池、燃料電池、超級電容電池等。常見的一種用於控制油電混合車的動力分配方式是利用相關於扭矩(俗稱扭力)需求及當下(引擎或馬達)轉速的多種規則操作模式(Rule-based operation modes)其中一個效率較高者來進行相關操作。例如，在相對低速的馬達模式時，僅使用馬達輸出動力；在相對高速的引擎模式時，僅使用引擎輸出動力；而在混合(hybrid)模式，以固定比例決定馬達與引擎各自的動力輸出比例，例如0.3與0.7。然而，此種控制方式雖考慮到較高效率，卻未能顧及整體總能耗最小化議題。
因此，如何發展出一種能即時控制以使整體總能耗最小化的智慧配能方式遂成為一個重要議題。
因此，本發明的一目的，即在提供一種用於多動力源車輛的智慧配能方法，其能克服現有技術的至少一缺點。
於是，本發明所提供的一種智慧配能方法適用於一多動力源車輛，並利用一電腦系統實施。該多動力源車輛包含一動力單元、及一供應該動力單元所需能源的能源單元，該動力單元包含一內燃引擎與一電動馬達或僅包含該電動馬達，該能源單元配合於該動力單元並包含至少兩個選自一燃料源、一鋰電池、一燃料電池及一超級電容電池的能源。該智慧配能方法包含以下步驟：(A)根據該動力單元及該能源單元的配置，決定多個系統參數，其中當該動力單元包含該內燃引擎及該電動馬達並且該至少兩個能源含有該燃料源、及一選自該鋰電池、該燃料電池及該超級電容電池的電池源時，該等系統參數包含代表該多動力源車輛的需求功率的
Figure 02_image001
、代表該內燃引擎的引擎轉速的
Figure 02_image003
、代表該電動馬達的馬達轉速的
Figure 02_image005
、代表該電池源的荷電狀態的
Figure 02_image007
、及代表該內燃引擎的動力分配比的
Figure 02_image009
，以及當該動力單元僅包含該電動馬達並且該至少兩個能源含有彼此不同且選自該燃料電池、該鋰電池及該超級電容電池的一第一電池源及一第二電池源時，該等系統參數包含
Figure 02_image001
、代表該第二電池源的荷電狀態的
Figure 02_image007
、及代表該燃料電池的動力分配比的
Figure 02_image009
；(B)根據該動力單元及該能源單元的配置，定義一代表該多動力源車輛的總等效能耗且相關於該等系統參數的多維目標函數 J ，其中當該動力單元含有該內燃引擎時，該多維目標函數 J被表示成
Figure 02_image011
，其中
Figure 02_image013
代表該內燃引擎的實際油耗，
Figure 02_image015
代表該電池源有關其荷電狀態的權重因子函數，
Figure 02_image017
代表該電池源的等效油耗，及
Figure 02_image019
代表有關於該內燃引擎的最大引擎輸出扭矩及該電動馬達的最大馬達輸出扭矩的懲罰值，及當該動力單元僅包含該電動馬達時，該多維目標函數 J 被表示成
Figure 02_image021
，其中
Figure 02_image023
代表該第一電池源的實際能耗，
Figure 02_image015
代表該第二電池源有關其荷電狀態的權重因子函數，
Figure 02_image025
代表該第二電池源的等效能耗，及
Figure 02_image019
代表有關於該第一電池源的第一最大輸出功率及該第二電池源的第二最大輸出功率的懲罰值；(C)根據該動力單元及該能源單元的配置，獲得有關於該動力單元及該能源單元的效率及特性資訊、及多個分別對應於該等系統參數的預定範圍；(D)根據步驟(C)所獲得的該效率及特性資訊及該等預定範圍且利用巢狀迴圈方式，並透過該等系統參數的離散化，計算出該多維目標函數在該等系統參數全域上的多個函數值，以建立一包含該等函數值、及其每一者所相關的多個分別對應於該等系統參數的參數值的全域資料庫；及 (E)根據該動力單元與該能源單元的當前情況、及所欲需求功率，搜尋步驟(D)所建立的該全域資料庫，以便自多個根據該等函數值而獲得且相關於該當前情況及該所欲需求功率的函數值選出一個最小函數值，其中當該動力單元含有該內燃引擎時，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
Figure 02_image027
的參數值作為該內燃引擎的最佳動力分配比，及當該動力單元僅包含該電動馬達時，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
Figure 02_image027
的參數值作為該第一電池源的最佳動力分配比。
因此，本發明的另一目的，即在提供一種用於多動力源車輛的智慧配能系統，其能克服現有技術的至少一缺點。
於是，本發明所提供的一種智慧配能系統適用於一多動力源車輛，該多動力源車輛包含一動力單元、及一供應該動力單元所需能源的能源單元，該動力單元包含一內燃引擎與一電動馬達或僅包含該電動馬達，該能源單元配合於該動力單元並包含至少兩個選自一燃料源、鋰電池、燃料電池及超級電容電池的能源。該智慧配能系統包含一參數決定模組、一目標函數定義模組、一儲存模組、一處理模組、及一搜尋模組。
該參數決定模組根據來自外部且指示出該動力單元及該能源單元之配置的配置資料，決定多個系統參數。當該動力單元包含該內燃引擎及該電動馬達並且該至少兩個能源含有該燃料源、及一選自該鋰電池、該燃料電池及該超級電容電池的電池源時，該等系統參數包含代表該多動力源車輛的需求功率的
Figure 02_image001
、代表該內燃引擎的引擎轉速的
Figure 02_image003
、代表該電動馬達的馬達轉速的
Figure 02_image005
、代表該電池源的荷電狀態的
Figure 02_image007
、及代表該內燃引擎的動力分配比的
Figure 02_image009
，而當該動力單元僅包含該電動馬達並且該至少兩個能源含有彼此不同且選自該燃料電池、該鋰電池及該超級電容電池的一第一電池源及一第二電池源時，該等系統參數包含
Figure 02_image001
、代表該第二電池源的荷電狀態的
Figure 02_image007
、及代表該燃料電池的動力分配比的
Figure 02_image009
。
該目標函數定義模組連接該參數決定模組以接收該等系統參數，並根據該配置資料，定義一代表該多動力源車輛的總等效能耗且相關於該等系統參數的多維目標函數 J 。當該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎時，該多維目標函數 J 被表示成
Figure 02_image011
，其中
Figure 02_image013
代表該內燃引擎的實際油耗，
Figure 02_image015
代表該鋰電池有關其荷電狀態的權重因子函數，
Figure 02_image017
代表該鋰電池的等效油耗，及
Figure 02_image019
代表有關於該內燃引擎的最大引擎輸出扭矩及該電動馬達的最大馬達輸出扭矩的懲罰值。當該配置資料指示出該動力單元僅包含該電動馬達時，該多維目標函數 J被表示成
Figure 02_image029
，其中
Figure 02_image031
代表該燃料電池的實際能耗，
Figure 02_image015
代表該鋰電池有關其荷電狀態的權重因子函數，
Figure 02_image017
代表該鋰電池的等效能耗，及
Figure 02_image019
代表有關於該燃料電池的第一最大輸出功率及該鋰電池的第二最大輸出功率的懲罰值。
該儲存模組儲存有關於該動力單元及該能源單元的效率及特性資訊、及指示出多個分別對應於該等系統參數的預定範圍的範圍資訊。
該處理模組連接該目標函數定義模組以接收該多維目標函數，且連接該儲存模組，並操作來根據該儲存模組所儲存的該效率及特性資訊及該範圍資訊且利用巢狀迴圈方式，並透過該等系統參數的離散化，計算出該多維目標函數在該等系統參數全域上的多個函數值，以建立一包含該等函數值、及其每一者所相關的多個分別對應於該等系統參數的參數值的全域資料庫。
該搜尋模組連接該全域資料庫，並操作來根據來自外部且指示出該動力單元與該能源單元的當前情況及所欲需求功率的輸入資訊，搜尋該處理模組所建立的該全域資料庫，以便自多個根據該等函數值而獲得且相關於該當前情況及該所欲需求功率的函數值選出一個最小函數值。當該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎時，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
Figure 02_image009
的參數值作為該內燃引擎的最佳動力分配比，而當該配置資料指示出該動力單元僅包含該電動馬達時，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
Figure 02_image009
的參數值作為該第一電池源的最佳動力分配比。
本發明之功效在於：由於所建立的該全域資料庫能作為對於該多動力源車輛的最佳化能源管理之依據，因此在實際使用時，本發明智慧配能系統僅需根據該多動力源車輛的當前狀態及所欲需求功率，即時地直接搜尋或內插搜尋該全域資料庫，便可迅速獲得具有最小總能耗的最佳動力分配比，藉此達到連續性的智慧配能目的。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明第一實施例的智慧配能系統10適用於一多動力源車輛，並包含一參數決定模組11、一連接該參數決定模組11的目標函數定義模組12、一儲存模組13、一連接該目標函數定義模組12與該儲存模組13的處理模組14、及一搜尋模組16。值得注意的是，該參數決定模組11、該目標函數定義模組12、該處理模組14及該搜尋模組16能以具相關特定功能的軟體、硬體、韌體、或前述任一組合來實施。值得注意的是，該參數決定模組11、該目標函數定義模組12、該處理模組14及該搜尋模組16能共同構成一電腦系統(圖未示)，此電腦系統被利用來實施本發明實施例的一種智慧配能方法，並且能為一獨立於該多動力源車輛的一車輛控制單元(Vehicle Control Unit；VCU)的系統，或者能被整合於該VCU。換言之，該智慧配能系統10能為一獨立於該VCU的系統，或者能被整合於該VCU。
在本實施例中，該多動力源車輛例如為一油電混合(Hybrid)車，但不以此例為限。如圖2所示，該油電混合車的動力系統架構100例如包含由一燃料源(例如燃油源)101及一電池源102所組成的能源單元、一包含一內燃引擎103及一電動馬達104的動力單元，以及一傳動機構105。該電池源102例如為鋰電池，但不以此例為限，而在其他實施態樣中，該電池源102亦可為具有相似於鋰電池特性的鉛酸電池、燃料電池或超級電容電池。在該動力系統架構100中，該電池源102將所產生的電池輸出功率
Figure 02_image035
供應至該電動馬達104，以致該電動馬達104根據該電池輸出功率
Figure 02_image035
產生馬達輸出功率
Figure 02_image037
，該電池輸出功率
Figure 02_image035
與該馬達輸出功率
Figure 02_image037
的關係被表示如以下式(1)：
Figure 02_image039
(1) 其中
Figure 02_image041
為該電動馬達104的馬達效率且有關於該電動馬達104的馬達輸出扭矩
Figure 02_image043
與馬達轉速
Figure 02_image045
並能被表示成
Figure 02_image047
，同時
Figure 02_image049
；並且該內燃引擎103具有一引擎效率
Figure 02_image051
並產生引擎輸出功率
Figure 02_image053
，其中該引擎效率
Figure 02_image051
有關於該內燃引擎103的引擎輸出扭矩
Figure 02_image055
與引擎轉速
Figure 02_image057
並能被表示成
Figure 02_image059
，同時
Figure 02_image061
。於是，該引擎輸出功率
Figure 02_image063
與該馬達輸出功率
Figure 02_image037
的總合作為供應至該傳動機構105的需求功率
Figure 02_image065
(即，
Figure 02_image067
)。
以下，將參閱圖1至圖3來進一步示例地說明該智慧配能系統10如何執行該智慧配能方法。該智慧配能方法包含以下步驟。
首先，在步驟S31中，該參數決定模組11根據來自外部且指示出該動力單元及該能源單元之配置的配置資料，決定多個系統參數。該配置資料例如可由該VCU提供，但不以此例為限。在本實施例中，由於該多動力源車輛為一油電混合車，該配置資料指示出該動力單元包含該內燃引擎103及該電動馬達104，並且該能源單元包含該燃料源101及該電池源(鋰電池)102。在此情況下，該參數決定模組11所決定的該等系統參數例如包含代表該油電混合車的需求功率的
Figure 02_image001
、代表該內燃引擎103的引擎轉速的
Figure 02_image003
、代表該電動馬達104的馬達轉速的
Figure 02_image005
、代表該電池源102(鋰電池)的荷電狀態(State of Charge)(也就是”殘電率”)的
Figure 02_image069
、及代表該內燃引擎103的動力分配比的
Figure 02_image009
，但不以此例為限。
然後，在步驟S32中，該目標函數定義模組12連接該接收來自該參數決定模組11的該等系統參數
Figure 02_image071
，並根據該配置資料，定義一代表該油電混合車的總等效能耗且相關於該等系統參數
Figure 02_image071
的多維目標函數 J 。在本實施例中，由於該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎101，所以該總等效能耗為總等效油耗。在此情況下，該目標函數定義模組12所定義的該多維目標函數 J 被表示成如以下式(2)：
Figure 02_image011
(2) 其中
Figure 02_image013
代表該內燃引擎103的實際油耗，
Figure 02_image015
代表該電池源(鋰電池)102有關其荷電狀態的權重因子(Weight Factor)函數，
Figure 02_image017
代表該電池源102的等效油耗，及
Figure 02_image019
代表有關於該內燃引擎103的最大引擎輸出扭矩及該電動馬達104的最大馬達輸出扭矩的懲罰值(Penalty)。此處，懲罰值
Figure 02_image019
是作為該動力單元的狀況是否已超出其本身的物理限制的指標。
更明確地說，由於
Figure 02_image067
，所以該引擎輸出功率
Figure 02_image063
與該馬達輸出功率
Figure 02_image037
可分別被表示成以下式(3)及式(4)：
Figure 02_image073
(3)
Figure 02_image075
(4) 此外，該內燃引擎103的實際油耗
Figure 02_image013
可進一步被表示成以下式(5)：
Figure 02_image077
(5) 其中 LHV 代表燃油燃燒的低熱值(Low Heating Value)。另一方面，該電池源102的等效油耗
Figure 02_image079
可進一步被表示成以下式(6)：
Figure 02_image081
(6)
Figure 02_image083
代表該內燃引擎103平均輸出1千瓦小時(1度)的能量所消耗的燃油量(克)，且
Figure 02_image085
代表該電池源102的放電效率。值得注意的是，
Figure 02_image087
必須在一預定操作範圍內將該內燃引擎103輸出1千瓦小時能量的燃油消耗(Brake Specific Fuel Consumption)
Figure 02_image089
取平均而獲得，且
Figure 02_image089
有關於該內燃引擎103的引擎輸出扭矩
Figure 02_image055
與引擎轉速
Figure 02_image057
。於是，將式(1)代入式(6)而獲得以下式(7)：
Figure 02_image091
(7) 最後，將式(5)、式(7)代入式(2)而獲得以下式(8)：
Figure 02_image093
(8) 此外，值得注意的是，該懲罰值
Figure 02_image019
可視該動力單元的工作狀態而選擇為0或一相對較大的預定懲罰值(例如，10 6，但不以此為限)。更明確地說，當該內燃引擎103的引擎輸出扭矩不大於該最大引擎輸出扭矩且該電動馬達104的馬達輸出扭矩不大於該最大馬達輸出扭矩時
Figure 02_image019
為0，而當該內燃引擎103的引擎輸出扭矩大於該最大引擎輸出扭矩或該電動馬達104的馬達輸出扭矩大於該最大馬達輸出扭矩時
Figure 02_image019
為該預定懲罰值。換言之，若該動力單元操作在正常的工作狀態下時，
Figure 02_image019
=0，而若動力單元並非操作在正常的工作狀態下時，
Figure 02_image019
=10 6。
在本實施例中，由於該目標函數 J (式(8))牽涉到
Figure 02_image051
、
Figure 02_image095
、
Figure 02_image097
、
Figure 02_image041
、
Figure 02_image099
、
Figure 02_image101
、該最大引擎輸出扭矩及該最大馬達輸出扭矩，因此，在使用時，該儲存模組13例如可預先儲存有關於該動力單元及該能源單元的效率及特性資訊。更明確地說，在本實施例中，該效率及特性資訊例如包含指示出 LHV 的低熱值資料、有關於該內燃引擎103的引擎輸出扭矩
Figure 02_image103
與引擎轉速
Figure 02_image105
的引擎效率資料(例如，圖6所示的引擎效率等高線圖，但不以此例為限)及輸出1千瓦小時能量的燃油消耗資料(例如，圖8所示的
Figure 02_image089
等高線圖，但不以此例為限)、有關於該電動馬達104的馬達輸出扭矩
Figure 02_image107
與馬達轉速
Figure 02_image109
的馬達效率資料(例如，圖7所示的馬達效率等高線圖，但不以此例為限)、該最大引擎輸出扭矩、該最大馬達輸出扭矩、指示出
Figure 02_image015
的權重因子函數資料(例如，圖5所示的權重因子函數
Figure 02_image015
，但不以此例為限)、及指示出
Figure 02_image085
的放電效率資料(例如，圖9所示有關
Figure 02_image069
的放電效率函數
Figure 02_image111
，但不以此例為限)。此外，該儲存模組13還可預先儲存指示出多個分別對應於該等系統參數
Figure 02_image071
的預定範圍的參數範圍資訊。舉例來說，0kw£
Figure 02_image065
£10kw，0%£
Figure 02_image113
£100%，0rpm£
Figure 02_image057
£4000rpm，0rpm£
Figure 02_image045
£6000rpm，及0£
Figure 02_image115
£1，但不以此例為限。特別要說明的是，從圖5所示的權重因子函數
Figure 02_image015
的曲線可看出，當殘電率(
Figure 02_image069
)從約30%逐漸增加到約70%時，
Figure 02_image015
之值(即，權重值)約從4遞減到約0.5，此特性曲線意謂，當鋰電池的剩餘電量較高時，權重值相對較低，以增加鋰電池所供應的電量，反之，權重值相對較大，以減少鋰電池所供應的電量。
然後，該處理模組14接收來自該目標函數定義模組12的該多維目標函數 J ，並且藉由讀取方式，獲得該儲存模組13所儲存的該效率及特性資訊、及該參數範圍資訊(步驟S33)。
接著，在步驟S34中，該處理模組14操作來根據該效率及特性資訊、及該參數範圍資訊且利用例如巢狀迴圈(Nested Loops)方式的演算法(如圖4所示的巢狀迴圈結構)，並透過該等系統參數的離散化，計算出該多維目標函數 J 在該等系統參數全域上的多個函數值，以建立一包含該等函數值、及其每一者所相關的多個分別對應於該等系統參數的參數值的全域資料庫15。
更明確地說，在本實施例中，對於每一系統參數的參數範圍，該演算法例如藉由平均分割方式以獲得N個離散在該參數範圍內的參數值，而N(即，該參數值的數量)可視實際需求而決定。舉例來說，沿用上例，當0kw£
Figure 02_image065
£10kw且例如N=11時，所獲得的11個參數值為0、1、2、…、10，同時若其他系統參數
Figure 02_image117
的參數範圍均以相同的分割方式分割時，最後所建立的該全域資料庫15將包含11 5個函數值、及每一函數值所相關的5個分別對應於該等系統參數
Figure 02_image071
的參數值，但不以此例為限。
以下，將進一步詳細說明該處理模組14如何根據該效率及特性資訊獲得每一函數值。
首先，在決定好特定的多個分別對應於該等系統參數的參數值(在本實施例為特定的5個分別對應於
Figure 02_image071
的參數值)後，該處理模組14根據該低熱值資料獲得
Figure 02_image095
之值；根據分別對應於
Figure 02_image119
的參數值並以直接或內差搜尋方式搜尋該引擎效率資料以獲得或計算出
Figure 02_image051
之值；根據該權重因子函數資料及對應於
Figure 02_image069
的參數值獲得
Figure 02_image015
之值；根據分別對應於
Figure 02_image121
的參數值並以直接或內差搜尋方式搜尋該馬達效率資料以獲得或計算出
Figure 02_image041
之值；根據分別對應於
Figure 02_image119
的參數值並以直接或內差搜尋方式搜尋該燃油消耗資料以計算出
Figure 02_image101
之值；根據該放電效率資料獲得
Figure 02_image099
之值；及根據分別對應於
Figure 02_image123
的參數值、該最大引擎輸出扭矩及該最大馬達輸出扭矩獲得
Figure 02_image019
之值。然後，再將所獲得或計算出的所有值代入式(8)後，即可計算出該多維目標函數 J 相關於該等特定參數值的函數值。
值得注意的是，該搜尋模組16連接在步驟S34中所建立的該全域資料庫105。
之後，在步驟S35中，當該搜尋模組16接收到例如來自該VCU且指示出該動力單元與該能源單元的當前情況及所欲需求功率的輸入資訊時，該搜尋模組16根據該輸入資訊，例如以直接搜尋方式或內插搜尋方式搜尋該全域資料庫15，以便自多個根據該等函數值而獲得且相關於該當前情況及該所欲需求功率的函數值選出一個最小函數值(例如以
Figure 02_image125
表示)。在本實施例中，該最小函數值
Figure 02_image125
所相關的該等參數值中的一個對應於
Figure 02_image009
的參數值作為該內燃引擎103的最佳動力分配比(例如以
Figure 02_image127
表示)。
更明確地說，在本實施例中，該輸入資訊所指示的該當前情況包含該內燃引擎103的當前引擎轉速、該電動馬達104的當前馬達轉速及該電池源102的當前荷電狀態(即，當前殘電率)。於是，該最小函數值
Figure 02_image125
所相關的該等參數值中的四個分別對應於
Figure 02_image129
的參數值分別匹配於該所欲需求功率、該當前荷電狀態、該當前引擎轉速及該當前馬達轉速之值。舉例來說，若該所欲需求功率、該當前荷電狀態、該當前引擎轉速及該當前馬達轉速的大小例如分別為 a ， b ， c ， d 時，若以數學式表示，則該最小函數值
Figure 02_image125
能藉由以下式(9)來表示：
Figure 02_image131
(9) 其中
Figure 02_image133
代表相關於 a ， b ， c ， d (參數值)的該等函數值所形成的集合。
該搜尋模組16可進一步將該最佳動力分配比
Figure 02_image127
提供給該VCU，以便該VCU據以執行後續的控制處理。
圖10所繪示的本發明第二實施例的智慧配能系統10是該第一實施例(圖1)的變化實施例，且具有相似於該第一實施例的結構，並可執行如圖3的智慧配能方法。本實施例不同於該第一實施例之處在於：本實施例所適用的該多動力源車輛為一電動車。如圖11所示，該電動車的動力系統架構200包含一能源單元、一動力單元及一車輛負載204，其中：該能源單元包含例如作為第一電池源的一燃料電池201、及作為第二電池源的一鋰電池202，但不以此例為限，在其他實施態樣中，該第一電池源亦可為鋰電池或超級電容電池；而該第二電池源只要與該第一電池源不同而亦可為超級電容電池或燃料電池在該動力系統架構200中，該燃料電池201所產生的電池輸出功率
Figure 02_image135
與該鋰電池202所產生的電池輸出功率
Figure 02_image035
之和作為供應至該電動馬達203的需求功率
Figure 02_image065
，也就是說，
Figure 02_image137
。以下，將詳細說明本實施例不同於該第一實施例，特別是在執行圖3所示的該智慧配能方法時的所有差異處。
在步驟S31中，該參數決定模組11根據該配置資料(其指示出該動力單元僅含該電動馬達203而該能源單元包含該燃料電池201及該鋰電池202)所產生的該等系統參數例如僅包含代表該需求功率的
Figure 02_image001
、代表該鋰電池202的荷電狀態的
Figure 02_image007
、及代表該燃料電池201的動力分配比的
Figure 02_image009
。由於
Figure 02_image139
，所以該燃料電池201的該電池輸出功率
Figure 02_image141
與該鋰電池202所產生的電池輸出功率
Figure 02_image035
可分別被表示成以下式(10)及式(11)：
Figure 02_image143
(11)
Figure 02_image145
(12)
在步驟S32中，該目標函數定義模組12所定義的該多為目標函數 J 相關於該等系統參數
Figure 02_image147
，並代表該電動車的總等效能耗。在本實施例中，該多維目標函數 J 被表示成如以下式(13)：
Figure 02_image149
(13) 其中
Figure 02_image023
代表該燃料電池201的實際能耗，
Figure 02_image015
代表該鋰電池202有關其荷電狀態的權重因子函數，
Figure 02_image025
代表該鋰電池202的等效能耗，及
Figure 02_image019
代表有關於該燃料電池201的第一最大輸出功率及該鋰電池202的第二最大輸出功率的懲罰值。此處，懲罰值
Figure 02_image019
是作為該能源單元的狀況是否已超出其本身的物理限制的指標。根據式(11)及式(12)，該燃料電池201的實際能耗
Figure 02_image023
及該鋰電池202的等效能耗能進一步分別被表示成以下式(14)及式(15)：
Figure 02_image151
(14)
Figure 02_image153
=
Figure 02_image155
(15) ，其中
Figure 02_image157
代表該燃料電池201(即，該第一電池源)的直流-直流轉換效率，
Figure 02_image159
與
Figure 02_image161
分別代表該鋰電池202(即，該第二電池源)的放電效率與直流-直流轉換效率。於是，將式(14)、式(15)代入式(13)而獲得以下式(16)：
Figure 02_image163
(16) 此外，值得注意的是，在本實施例中，該懲罰值
Figure 02_image019
可視該能源單元的使用狀態而選擇為0或該預定懲罰值(例如，10 6)。更明確地說，當該燃料電池201的輸出功率(即，
Figure 02_image135
)不大於該第一最大輸出功率且該鋰電池202的輸出功率(即，
Figure 02_image165
)不大於該第二最大輸出功率時
Figure 02_image019
為0，而當該燃料電池201的輸出功率大於該第一最大輸出功率或該鋰電池202的輸出功率大於該第二最大輸出功率時
Figure 02_image019
為該預定懲罰值。換言之，若該能源單元在正常的使用狀態下時，
Figure 02_image019
=0，而若該能源單元並非在正常的使用狀態下時，
Figure 02_image019
=10 6。
在本實施例中，由於該目標函數 J (式(16))牽涉到
Figure 02_image167
、
Figure 02_image169
、
Figure 02_image161
、該第一最大輸出功率及該第二最大輸出功率，因此，在本實施例中，該儲存模組13所儲存的該效率及特性資訊包含該第一最大輸出功率、該第二最大輸出功率、指示出
Figure 02_image015
的權重因子函數資料(例如，圖5所示的權重因子函數
Figure 02_image015
，但不以此例為限)、指示出
Figure 02_image167
的第一直流-直流轉換效率資料(例如，圖13所示有關於輸出功率的直流-直流轉換率函數E1，但不以此例為限)、指示出
Figure 02_image171
的放電效率資料(例如，圖9所示有關
Figure 02_image069
的放電效率函數
Figure 02_image111
，但不以此例為限)、及指示出
Figure 02_image161
的第二直流-直流轉換效率資料(例如，圖13所示有關於輸出功率的直流-直流轉換率函數E2，但不以此例為限)。換言之，有關於該動力單元及該能源單元的該效率及特性資訊可預先被儲存於該儲存模組13。此外，該儲存模組13所儲存的該參數範圍資訊指示出三個分別對應於該等系統參數
Figure 02_image173
的預定範圍，舉例來說，0kw£
Figure 02_image065
£3kw(但不在此限)，0%£
Figure 02_image113
£100%，及0£
Figure 02_image115
£1。
在步驟S34中，該處理模組14所利用的巢狀迴圈結構如圖12所示。於是，該處理模組14以相似於第一實施例的方式建立了對應的全域資料庫15。在本實施例中，對於特定的多個分別對應於該等系統參數(即，
Figure 02_image173
)的參數值後，該處理模組14根據該第一直流-直流轉換效率資料獲得
Figure 02_image167
之值；根據該權重因子函數資料及對應於
Figure 02_image069
的參數值獲得
Figure 02_image015
之值；根據該放電效率資料獲得
Figure 02_image169
之值；根據該第二直流-直流轉換效率資料獲得
Figure 02_image161
之值；及根據分別對應於
Figure 02_image175
的參數值、該第一最大輸出功率及該第二最大輸出功率獲得
Figure 02_image019
之值。然後，再將所獲得或計算出的所有值代入式(16)後，即可計算出該多維目標函數 J 相關於該等特定參數值的函數值。
在步驟S35，相似於該第一實施例，當該搜尋模組16接收到輸入資訊時，該搜尋模組16根據該輸入資訊，例如以直接搜尋方式或內插搜尋方式搜尋該全域資料庫15，以便自多個根據該等函數值而獲得且相關於該當前情況及該所欲需求功率的函數值選出一個最小函數值
Figure 02_image125
。在本實施例中，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
Figure 02_image009
的參數值作為該燃料電池201的最佳動力分配比
Figure 02_image127
。更明確地說，在本實施例中，該輸入資訊所指示的該當前情況包含該鋰電池202的當前荷電狀態(即，當前殘電率)。於是，該最小函數值
Figure 02_image125
所相關的該等參數值中的兩個分別對應於
Figure 02_image177
的參數值分別匹配於該所欲需求功率、該當前荷電狀態之值。舉例來說，若該所欲需求功率及該當前荷電狀態的大小例如分別為 e ， f 時，若以數學式表示，則該最小函數值
Figure 02_image125
能藉由以下式(17)來表示：
Figure 02_image179
(17) 其中
Figure 02_image181
代表相關於 e ， f (參數值)的該等函數值所形成的集合。
除上述的油電混合車及電動車之外，在其他實施例中，該智慧配能系統10亦可適用於另一種電動車。此種電動車的動力系統架構與圖11所示的該電動車的動力系統架構200不同之處在於，其所含的能源單元不僅包含一燃料電池與一鋰電池，還包含一超級電容電池(圖未示)。在此情況下，該燃料電池所產生的輸出功率
Figure 02_image135
、該鋰電池所產生的輸出功率
Figure 02_image035
及該超級電容電池所產生的輸出功率
Figure 02_image183
之和作為供應至電動馬達的需求功率
Figure 02_image065
，也就是說，
Figure 02_image185
。同樣地，該目標函數定義模組12(圖10)可定義出一目標函數 J ，其在物理上的意義為該電動車的總等效氫耗並可被表示成
Figure 02_image187
，其中異於上述實施例的部分諸如：系統參數
Figure 02_image189
代表該超級電容電池的動力分配比；
Figure 02_image031
代表該燃料電池的實際氫耗；
Figure 02_image079
代表該鋰電池的等效氫耗；
Figure 02_image191
代表該超級電容電池的等效氫耗。若該燃料電池在穩態運作下每秒產生一安培之電流所需要消耗的氫氣量約為 A克(A=1.0445969´10 5)，則
Figure 02_image193
，其中
Figure 02_image195
。另一方面，由於該鋰電池與該超級電容電池其中每一者的等效氫耗正比於(流至電動馬達的)放電電流，並且該鋰電池的放電電流 I b 及該超級電容電池的放電電流 I sc 可被表示如以下式(18)及式(19)：
Figure 02_image197
(18)
Figure 02_image199
(19) 其中，
Figure 02_image201
代表該鋰電池的開路電壓且為一有關於該鋰電池的
Figure 02_image069
與溫度
Figure 02_image203
的函數(
Figure 02_image205
)，
Figure 02_image035
代表該鋰電池供應至該電動馬達的輸出功率並可被表示成
Figure 02_image207
，
Figure 02_image209
代表該鋰電池的等效內阻，
Figure 02_image211
代表該超級電容電池的開路電壓且為一有關於該超級電容電池的
Figure 02_image069
與溫度
Figure 02_image213
的函數(
Figure 02_image215
)，
Figure 02_image183
代表該超級電容電池供應至該電動馬達的輸出功率並可被表示成
Figure 02_image217
，
Figure 02_image219
代表該超級電容電池的等效內阻。於是，該目標函數可進一步被表示成以下式(20)：
Figure 02_image221
[
Figure 02_image223
+
Figure 02_image225
(20) 之後，可依照相似於上述實施例的方式，根據對應的效率及特性資訊、及參數範圍資，建立對應於該等系統參數(即，
Figure 02_image227
)的全域資料庫，以便據以獲得相關於當前情況及所欲需求功率的一個最小函數值
Figure 02_image125
並進一步獲得該燃料電池的最佳動力分配比(
Figure 02_image229
)、及該超級電容電池的最佳動力分配比(
Figure 02_image231
)。
綜上所述，由於該處理模組14所建立的該全域資料庫15能作為對於該多動力源車輛的最佳化能源管理之依據，因此在實際使用時，本發明智慧配能系統10僅需根據該多動力源車輛100，200的當前狀態及所欲需求功率，即時地直接搜尋或內插搜尋該全域資料庫15，便可迅速獲得具有最小總能耗的最佳動力分配比，藉此達到連續性的智慧配能目的。故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10:智慧配能系統 11:參數決定模組 12:目標函數定義模組 13:儲存模組 14:處理模組 15:全域資料庫 16:搜尋模組 100:動力系統架構 101:燃料源 102:電池源 103:內燃引擎 104:電動馬達 105:傳動機構 200:動力系統架構 201:燃料電池 202:鋰電池 203:電動馬達 204:車輛負載
Figure 02_image233
:需求功率(系統參數)
Figure 02_image235
:荷電狀態(系統參數)
Figure 02_image237
:引擎轉速(系統參數)
Figure 02_image239
:馬達轉速(系統參數)
Figure 02_image241
:動力分配比(系統參數)
Figure 02_image243
:電池輸出功率
Figure 02_image245
:引擎輸出功率
Figure 02_image247
:電動馬達輸出功率
Figure 02_image249
:目標函數
Figure 02_image251
:最小函數值
Figure 02_image253
:最佳動力分配比 S31-S35:步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一方塊圖，示例性地繪示本發明第一實施例用於多動力源車輛的智慧配能系統； 圖2是一方塊圖，示例性地繪示該第一實施例所適用的一油電混合車的動力系統架構； 圖3是一流程圖，說明該第一實施例如何執行本發明的一種智慧配能方法； 圖4是一示意圖，說明用於該第一實施例的巢狀迴圈結構； 圖5是一曲線圖，示例地說明該第一實施例中的一電池源有關其荷電狀態的一權重因子函數； 圖6是一相關於該第一實施例中的一內燃引擎的引擎效率等高線圖的範例； 圖7是一相關於該第一實施例中的一電動馬達的馬達效率等高線圖的範例； 圖8是一相關於該第一實施例中該內燃引擎輸出1千瓦小時能量的燃油消耗(
Figure 02_image033
)的等高線圖的範例； 圖9是一曲線圖，示例地說明該第一實施例中的該電池源有關其荷電狀態的放電效率函數； 圖10是一方塊圖，示例性地繪示本發明第二實施例用於多動力源車輛的智慧配能系統； 圖11是一方塊圖，示例性地繪示該第二實施例所適用的一電動車的動力系統架構； 圖12是一示意圖，說明用於該第二實施例的巢狀迴圈結構；及 圖13是曲線圖，示例地說明該第二實施例中的一燃料電池及一鋰電池有關各自輸出功率的直流-直流轉換效率函數。
S31-S35:步驟

Claims (10)

  1. 一種智慧配能方法，適用於一多動力源車輛，並利用一電腦系統實施，該多動力源車輛包含一動力單元、及一供應該動力單元所需能源的能源單元，該動力單元包含一內燃引擎與一電動馬達或僅包含該電動馬達，該能源單元配合於該動力單元並包含至少兩個選自一燃料源、一鋰電池、一燃料電池及一超級電容電池的能源，該智慧配能方法包含以下步驟： (A)根據該動力單元及該能源單元的配置，決定多個系統參數，其中 當該動力單元包含該內燃引擎及該電動馬達並且該至少兩個能源含有該燃料源、及一選自該鋰電池、該燃料電池及該超級電容電池的電池源時，該等系統參數包含代表該多動力源車輛的需求功率的
    Figure 03_image255
    、代表該內燃引擎的引擎轉速的
    Figure 03_image257
    、代表該電動馬達的馬達轉速的
    Figure 03_image259
    、代表該電池源的荷電狀態的
    Figure 03_image261
    、及代表該內燃引擎的動力分配比的
    Figure 03_image027
    ，及 當該動力單元僅包含該電動馬達並且該至少兩個能源含有彼此不同且選自該燃料電池、該鋰電池及該超級電容電池的一第一電池源及一第二電池源時，該等系統參數包含
    Figure 03_image255
    、代表該第二電池源的荷電狀態的
    Figure 03_image261
    、及代表該燃料電池的動力分配比的
    Figure 03_image027
    ； (B)根據該動力單元及該能源單元的配置，定義一代表該多動力源車輛的總等效能耗且相關於該等系統參數的多維目標函數 J ，其中 當該動力單元含有該內燃引擎時，該多維目標函數 J被表示成
    Figure 03_image263
    ，其中
    Figure 03_image265
    代表該內燃引擎的實際油耗，
    Figure 03_image267
    代表該電池源有關其荷電狀態的權重因子函數，
    Figure 03_image269
    代表該電池源的等效油耗，及
    Figure 03_image271
    代表有關於該內燃引擎的最大引擎輸出扭矩及該電動馬達的最大馬達輸出扭矩的懲罰值，及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，該多維目標函數 J 被表示成
    Figure 03_image273
    ，其中
    Figure 03_image275
    代表該第一電池源的實際能耗，
    Figure 03_image267
    代表該第二電池源有關其荷電狀態的權重因子函數，
    Figure 03_image277
    代表該第二電池源的等效能耗，及
    Figure 03_image271
    代表有關於該第一電池源的第一最大輸出功率及該第二電池源的第二最大輸出功率的懲罰值； (C)根據該動力單元及該能源單元的配置，獲得有關於該動力單元及該能源單元的效率及特性資訊、及多個分別對應於該等系統參數的預定範圍； (D)根據步驟(C)所獲得的該效率及特性資訊及該等預定範圍且利用巢狀迴圈方式，並透過該等系統參數的離散化，計算出該多維目標函數在該等系統參數全域上的多個函數值，以建立一包含該等函數值、及其每一者所相關的多個分別對應於該等系統參數的參數值的全域資料庫；及 (E)根據該動力單元與該能源單元的當前情況、及所欲需求功率，搜尋步驟(D)所建立的該全域資料庫，以便自多個根據該等函數值所獲得且相關於該當前情況及該所欲需求功率的函數值選出一個最小函數值，其中 當該動力單元含有該內燃引擎時，該最小函數值所相關的多個參數值中的一個對應於
    Figure 03_image027
    的參數值作為該內燃引擎的最佳動力分配比，及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
    Figure 03_image027
    的參數值作為該第一電池源的最佳動力分配比。
  2. 如請求項1所述的智慧配能方法，其中，在步驟(B)中： 當該動力單元含有該內燃引擎時，
    Figure 03_image279
    ，其中
    Figure 03_image281
    代表該內燃引擎的引擎效率， LHV 代表燃油燃燒的低熱值，
    Figure 03_image283
    代表該電動馬達的馬達效率，
    Figure 03_image285
    代表該內燃引擎平均輸出1千瓦小時(1度)的能量所消耗的燃油量，
    Figure 03_image287
    代表該電池源的放電效率，及當該內燃引擎的引擎輸出扭矩不大於該最大引擎輸出扭矩且該電動馬達的馬達輸出扭矩不大於該最大馬達輸出扭矩時
    Figure 03_image271
    為0，而當該內燃引擎的引擎輸出扭矩大於該最大引擎輸出扭矩或該電動馬達的馬達輸出扭矩大於該最大馬達輸出扭矩時
    Figure 03_image271
    為一相對較大的預定懲罰值；及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，
    Figure 03_image289
    ，其中
    Figure 03_image291
    代表該第一電池源的直流-直流轉換效率，
    Figure 03_image293
    與
    Figure 03_image295
    分別代表該第二電池源的放電效率與直流-直流轉換效率，及當該第一電池源的輸出功率不大於該第一最大輸出功率且該第二電池源的輸出功率不大於該第二最大輸出功率時
    Figure 03_image271
    為0，而當該第一電池源的輸出功率大於該第一最大輸出功率或該第二電池源的輸出功率大於該第二最大輸出功率時
    Figure 03_image271
    為該預定懲罰值。
  3. 如請求項2所述的智慧配能方法，其中，在步驟(C)中： 當該動力單元含有該內燃引擎時，該效率及特性資訊包含指示出 LHV 的低熱值資料、有關於該內燃引擎的引擎輸出扭矩與引擎轉速的引擎效率資料及輸出1千瓦小時能量的燃油消耗資料、有關於該電動馬達的馬達輸出扭矩與馬達轉速的馬達效率資料、該最大引擎輸出扭矩、該最大馬達輸出扭矩、指示出
    Figure 03_image267
    的權重因子函數資料、及指示出
    Figure 03_image287
    的放電效率資料；及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，該效率及特性資訊包含該第一最大輸出功率、該第二最大輸出功率、指示出
    Figure 03_image267
    的權重因子函數資料、指示出
    Figure 03_image297
    的第一直流-直流轉換效率資料、指示出
    Figure 03_image299
    的放電效率資料、及指示出
    Figure 03_image295
    的第二直流-直流轉換效率資料。
  4. 如請求項1所述的智慧配能方法，其中，在步驟(E)中： 當該動力單元含有該內燃引擎時，該當前情況包含該內燃引擎的當前引擎轉速、該電動馬達的當前馬達轉速及該鋰電池的當前荷電狀態，並且該最小函數值所相關的該等參數值中的四個分別對應於
    Figure 03_image301
    的參數值分別匹配於該所欲需求功率、該電池源的該當前荷電狀態、該內燃引擎的該當前引擎轉速及該電動馬達的該當前馬達轉速之值；及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，該當前情況包含該第二電池源的當前荷電狀態，並且該最小函數值所相關的該等參數值中的兩個分別對應於
    Figure 03_image303
    的參數值分別匹配於該所欲需求功率及該第二電池源的當前荷電狀態。
  5. 如請求項1所述的智慧配能方法，其中，在步驟(E)中，該最小函數值及其相關的該等參數值是以直接搜尋方式或內插搜尋方式搜尋該全域資料庫而獲得。
  6. 一種智慧配能系統，適用於一多動力源車輛，該多動力源車輛包含一動力單元、及一供應該動力單元所需能源的能源單元，該動力單元包含一內燃引擎與一電動馬達或僅包含該電動馬達，該能源單元配合於該動力單元並包含至少兩個選自一燃料源、鋰電池、燃料電池及超級電容電池的能源，該智慧配能系統包含： 一參數決定模組，根據來自外部且指示出該動力單元及該能源單元之配置的配置資料，決定多個系統參數，其中 當該動力單元包含該內燃引擎及該電動馬達並且該至少兩個能源含有該燃料源、及一選自該鋰電池、該燃料電池及該超級電容電池的電池源時，該等系統參數包含代表該多動力源車輛的需求功率的
    Figure 03_image255
    、代表該內燃引擎的引擎轉速的
    Figure 03_image257
    、代表該電動馬達的馬達轉速的
    Figure 03_image259
    、代表該電池源的荷電狀態的
    Figure 03_image261
    、及代表該內燃引擎的動力分配比的
    Figure 03_image027
    ，及 當該動力單元僅包含該電動馬達並且該至少兩個能源含有彼此不同且選自該燃料電池、該鋰電池及該超級電容電池的一第一電池源及一第二電池源時，該等系統參數包含
    Figure 03_image255
    、代表該第二電池源的荷電狀態的
    Figure 03_image261
    、及代表該燃料電池的動力分配比的
    Figure 03_image027
    ； 一目標函數定義模組，連接該參數決定模組以接收該等系統參數，並根據該配置資料，定義一代表該多動力源車輛的總等效能耗且相關於該等系統參數的多維目標函數 J，其中 當該動力單元含有該內燃引擎時，該多維目標函數 J被表示成
    Figure 03_image263
    ，其中
    Figure 03_image265
    代表該內燃引擎的實際油耗，
    Figure 03_image267
    代表該電池源有關其荷電狀態的權重因子函數，
    Figure 03_image269
    代表該電池源的等效油耗，及
    Figure 03_image271
    代表有關於該內燃引擎的最大引擎輸出扭矩及該電動馬達的最大馬達輸出扭矩的懲罰值，及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，該多維目標函數 J 被表示成
    Figure 03_image273
    ，其中
    Figure 03_image275
    代表該第一電池源的實際能耗，
    Figure 03_image267
    代表該第二電池源有關其荷電狀態的權重因子函數，
    Figure 03_image277
    代表該第二電池源的等效能耗，及
    Figure 03_image271
    代表有關於該第一電池源的第一最大輸出功率及該第二電池源的第二最大輸出功率的懲罰值； 一儲存模組，儲存有關於該動力單元及該能源單元的效率及特性資訊、及指示出多個分別對應於該等系統參數的預定範圍的範圍資訊； 一處理模組，連接該目標函數定義模組以接收該多維目標函數，且連接該儲存模組，並操作來根據該儲存模組所儲存的該效率及特性資訊及該範圍資訊且利用巢狀迴圈方式，並透過該等系統參數的離散化，計算出該多維目標函數在該等系統參數全域上的多個函數值，以建立一包含該等函數值、及其每一者所相關的多個分別對應於該等系統參數的參數值的全域資料庫；及 一搜尋模組，連接該全域資料庫，並操作來根據來自外部且指示出該動力單元與該能源單元的當前情況及所欲需求功率的輸入資訊，搜尋該處理模組所建立的該全域資料庫，以便自多個根據該等函數值所獲得且相關於該當前情況及該所欲需求功率的函數值選出一個最小函數值，其中 當該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎時，該最小函數值所相關的多個參數值中的一個對應於
    Figure 03_image027
    的參數值作為該內燃引擎的最佳動力分配比，及 當該配置資料指示出該動力單元僅包含該電動馬達時，該最小函數值所相關的該等參數值中的一個對應於
    Figure 03_image027
    的參數值作為該第一電池源的最佳動力分配比。
  7. 如請求項6所述的智慧配能系統，其中： 當該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎時，該目標函數定義模組進一步將該多維目標函數 J 表示成
    Figure 03_image305
    ，其中
    Figure 03_image281
    代表該內燃引擎的引擎效率， LHV 代表燃油燃燒的低熱值，
    Figure 03_image283
    代表該電動馬達的馬達效率，
    Figure 03_image285
    代表該內燃引擎平均輸出1千瓦小時(1度)的能量所消耗的燃油量，
    Figure 03_image287
    代表該電池源的放電效率，及當該內燃引擎的引擎輸出扭矩不大於該最大引擎輸出扭矩且該電動馬達的馬達輸出扭矩不大於該最大馬達輸出扭矩時
    Figure 03_image271
    為0，而當該內燃引擎的引擎輸出扭矩大於該最大引擎輸出扭矩或該電動馬達的馬達輸出扭矩大於該最大馬達輸出扭矩時
    Figure 03_image271
    為一相對較大的預定懲罰值；及 當該動力單元僅包含該電動馬達時，
    Figure 03_image289
    ，其中
    Figure 03_image291
    代表該第一電池源的直流-直流轉換效率，
    Figure 03_image293
    與
    Figure 03_image295
    分別代表該第二電池源的放電效率與直流-直流轉換效率，及當該第一電池源的輸出功率不大於該第一最大輸出功率且該第二電池源的輸出功率不大於該第二最大輸出功率時
    Figure 03_image271
    為0，而當該第一電池源的輸出功率大於該第一最大輸出功率或該第二電池源的輸出功率大於該第二最大輸出功率時
    Figure 03_image271
    為該預定懲罰值。
  8. 如請求項7所述的智慧配能系統，其中： 當該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎時，該儲存模組所儲存的該效率及特性資訊包含指示出 LHV 的低熱值資料、有關於該內燃引擎的引擎輸出扭矩與引擎轉速的引擎效率資料及輸出1千瓦小時能量的燃油消耗資料、有關於該電動馬達的馬達輸出扭矩與馬達轉速的馬達效率資料、該最大引擎輸出扭矩、該最大馬達輸出扭矩、指示出
    Figure 03_image267
    的權重因子函數資料、及指示出
    Figure 03_image287
    的放電效率資料；及 當該配置資料指示出該動力單元僅包含該電動馬達時，該效率及特性資訊包含該第一最大輸出功率、該第二最大輸出功率、指示出
    Figure 03_image267
    的權重因子函數資料、指示出
    Figure 03_image297
    的第一直流-直流轉換效率資料、指示出
    Figure 03_image299
    的放電效率資料、及指示出
    Figure 03_image295
    的第二直流-直流轉換效率資料。
  9. 如請求項6所述的智慧配能系統，其中： 當該配置資料指示出該動力單元含有該內燃引擎時，該輸入資訊所指示的該當前情況包含該內燃引擎的當前轉速、該電動馬達的當前轉速及該電池源的當前荷電狀態，並且該最小函數值所相關的該等參數值中的四個分別對應於
    Figure 03_image301
    的參數值分別匹配於該所欲需求功率、該電池源的該當前荷電狀態、該內燃引擎的該當前引擎轉速及該電動馬達的該當前馬達轉速之值；及 當該配置資料指示出該動力單元僅包含該電動馬達時，該輸入資訊所指示的該當前情況包含該第二電池源的當前荷電狀態，並且該最小函數值所相關的該等參數值中的兩個分別對應於
    Figure 03_image303
    的參數值分別匹配於該所欲需求功率及該第二電池源的該當前荷電狀態。
  10. 如請求項6所述的智慧配能系統，其中，該搜尋模組是以直接搜尋方式或內插搜尋方式搜尋該全域資料庫而獲得該最小函數值及其相關的該等參數值。
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