[发明专利]一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法

权利要求书

1.一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、确定整车参数和动力性需求，以整车参数和动力性需求为依据，进行多工况下的动力学分析并计算车辆对电机整体性能的要求，所述的电机整体性能包括整车需求的峰值功率和峰值转矩；

S2、初步匹配：确定电机选型和结构布置方案，结合驾驶员意图和行驶工况，制定不同行驶工况下的驱动策略；

S3、细化匹配：根据车型和用途，分析车辆的应用场景，对车辆行驶工况数据进行统计和大数据分析，提取城市道路和高速公路上车辆的速度和加速度特征，将出现比例大于30％的速度和加速度特征作为常用行驶工况，计算常用行驶工况的需求功率，作为分布式电机的参数匹配和功能划分的依据，对各个轮毂电机进行参数匹配；

S4、优化匹配：根据车型、行驶工况和对应的驱动策略，建立以动力性和经济性为优化目标，以电机具体的参数为优化变量，以动力性能要求和细化匹配具体要求作为约束条件的多目标优化模型；

S5、将多目标优化模型运用权重法简化为单目标求解优化问题，运用模拟退火算法，寻找全局最优解，作为最终匹配结果；

所述的S4中，选取的优化变量X包括前轮轮毂电机峰值功率P_m1、额定功率P_e1、额定转速n_e1和后轮轮毂电机峰值功率P_m3、额定功率P_e3、额定转速n_e3，表示为：

X＝[P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3]

以动力性为优化目标，建立加速时间t_min、最高车速V_max和最大爬坡度i_max的优化目标函数：

F₁(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)＝t_min

F₂(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)＝v_max

F₃(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)＝i_max

为提高整车的经济性，分别以一个NEDC循环工况周期、小功率巡航车速行驶100km、大功率巡航车速行驶100km消耗的电量为优化目标，建立优化目标函数：

F₄(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)＝W₁

F₅(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)＝W₂

F₆(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)＝W₃

式中，W₁为一个NEDC循环工况周期消耗的电量，W₂为小功率巡航车速行驶100km消耗的电量，W₃为大功率巡航车速行驶100km消耗的电量；

总目标函数表达为：

min F(X)＝[F₁(X),1/F₂(X),1/F₃(X),F₄(X),F₅(X),F₆(X)]

为了能得出得到最优解，采用加权系数法对目标函数进行处理：

其中，为预设值，具体的取值根据车辆性能需求制定，且

然后考虑动力性、经济性和前后差异匹配建立多目标优化函数的约束条件：

F₁(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)≤t

F₂(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)≥v

F₃(P_m1,P_e1,n_e1,P_m3,P_e3,n_e3)≥i

其中t,v,i为根据整车动力性能要求设定的具体数值；

考虑到前后差异匹配的要求，前轮轮毂电机功率小于四轮平均分配时的功率，后轮轮毂电机大于四轮平均分配时的功率：

式中，P_max为整车电机总功率。