[发明专利]电动汽车混合电源驱动系统温度效应的抑制方法

权利要求书

1.一种电动汽车混合电源驱动系统温度效应的抑制方法，其特征在于，应用于电动汽车混合电源驱动系统，所述混合电源驱动系统中包括混合电源、功率变换器及驱动电机，其中，混合电源中包括用于提供能量的蓄电池及用于提供功率的超级电容器，功率变换器中包括DC/DC变换器和DC/AC逆变器，且蓄电池直接与直流母线连接，超级电容器串联所述DC/DC变换器后与蓄电池并联连接，驱动电机通过DC/AC逆变器与直流母线连接；所述电动汽车混合电源驱动系统温度效应的抑制方法包括：

S10分别建立蓄电池、超级电容器、功率变换器及驱动电机的温度模型，并根据建立的温度模型得到电动汽车运行过程中蓄电池、超级电容器、功率变换器及驱动电机在温度效应作用下的功率损耗；

S20基于宽容分层序列优化方法，根据预先设定的重要程度排名，依次针对蓄电池、超级电容器、功率变换器及驱动电机的功率损耗建立优化目标函数及相应的优化约束条件；

S30根据优化目标函数和优化约束条件建立的顺序依次进行求解，并根据求解得到的优化参数逐步对混合电源驱动系统中相应的运行参数进行优化，实现混合电源驱动系统温度效应的抑制；

在步骤S20中，预先设定的重要程度排名为蓄电池、超级电容器、功率变换器及驱动电机；

针对蓄电池建立的第一优化目标函数f₁为：

第一优化约束条件为：

其中，为蓄电池输出电流I_bat的最小值，为蓄电池输出电流I_bat的最大值；P_bat为蓄电池功率损耗，U_bat为蓄电池的输出电压，U_oc为蓄电池的开路电压，Z_eq为等效内部阻抗；

针对超级电容器建立的第二优化目标函数f₂为：

第二优化约束条件为：

其中，为超级电容器输出电流I_uc的最小值，为超级电容器输出电流I_uc的最大值，为蓄电池功率损耗P_bat的最小值，ε为宽容系数，且ε0；P_uc为超级电容器功率损耗，R_e(T)为超级电容器的等效串联电阻；

针对功率变换器建立的第三优化目标函数f₃为：

第三优化约束条件为：

其中，f_s^min为开关管开关频率f_s的最小值，f_s^max为开关管开关频率f_s的最大值，为超级电容器功率损耗P_uc的最小值；P_s为功率变换器功率损耗，U_dc为直流母线电压，Q_rr为开关管的本征二极管的反向恢复电荷，I_rm(T)为开关管电流波形的均方根值，I_F(T)为本征二极管的额定正向电流；功率变换器中包括DC/DC变换器和DC/AC逆变器，DC/DC变换器和DC/AC逆变器中共包括6个开关管；

针对驱动电机建立的第四优化目标函数f₄为：

f₄＝min(P_m)＝min[P_cu(T)+P_fe(T)]

第四优化约束条件为：

其中，为定子电流I_rms的最小值，为定子电流I_rms的最大值，P_s^min为功率变换器功率损耗P_s的最小值；P_m为驱动电机由温度效应引起的功率损耗，P_cu(T)为铜损耗，P_fe(T)为铁损耗，且P_m＝P_cu(T)+P_fe(T)；

在步骤S30中，进一步包括：

S31根据第一优化约束条件，采用微分进化算法对第一优化目标函数进行求解，得到蓄电池功率损耗P_bat的最小值和蓄电池输出电流I_bat的最优值并根据该最优值对蓄电池的输出电流I_bat进行调控；

S32根据第二优化约束条件，采用微分进化算法对第二优化目标函数进行求解，得到超级电容器功率损耗P_uc的最小值和超级电容器输出电流I_uc的最优值并根据该最优值对超级电容器输出电流I_uc进行调控；

S33根据第三优化约束条件，采用微分进化算法对第三优化目标函数进行求解，得到功率变换器功率损耗P_s的最小值P_s^min和开关管开关频率f_s的最优值f_s^*，并根据该最优值f_s^*控制开关管的通断；

S34根据第四优化约束条件，采用微分进化算法对第四优化目标函数进行求解，得到驱动电机功率损耗P_m的最小值和定子电流I_rms的最优值并根据该最优值对定子电流I_rms进行调控，实现混合电源驱动系统温度效应的抑制。