[发明专利]一种面向节能的电动汽车全局路径和速度联合优化方法

权利要求书

1.一种面向节能的电动汽车全局路径和速度联合优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建交通网络模型，具体包括：

S11：读取数字道路网络格式生成真实道路的SUMO交通模型；

S12：通过随机生成车辆和路径，验证SUMO交通模型的有效性；

S13：提取SUMO交通模型中的有效信息，得到交通网络模型中的路段及其连接信息；

S2：构建车辆纵向动力学模型；

S3：基于两个耦合遗传算法，进行经济路径和参考速度的协同优化，具体为：将路径和速度分别作为一对耦合的二进制矢量和一个正实数数组，其中速度的大小和边界与其相应的路径对应，所述的两个耦合遗传算法中，迭代过程相互嵌入，其中，外部迭代循环用于路径优化，内部迭代循环用于速度优化，所述的速度优化的输入由选定的路径提供，所述的路径优化的输入为参考速度曲线的燃油消耗；

S4：结合交通网络模型、车辆动力学模型和算法模型，搭建联合仿真平台，所述的搭建联合仿真平台的步骤具体包括：

首先将获取的路段及其连接信息输入遗传算法中，并将输出的经济路径和参考速度反馈至车辆纵向动力学模型，然后将参考速度反馈至整车动力学模型，最后输出车辆能耗，完成联合仿真平台的搭建；

S5：通过联合仿真平台获取当前经济路径和参考速度下的车辆能耗，作为评价遗传算法适应度的标准，并通过迭代获取最优的经济路径和参考速度。

2.根据权利要求1所述的一种面向节能的电动汽车全局路径和速度联合优化方法，其特征在于，所述的车辆纵向动力学模型包括驾驶员模块、制动系统模块、电动机模块、传动系统模块和整车动力学模块。

3.根据权利要求2所述的一种面向节能的电动汽车全局路径和速度联合优化方法，其特征在于，根据是否采用驾驶员模块，所述的车辆纵向动力学模型将纵向动力学仿真分为前向仿真和后向仿真，所述的前向仿真下，驾驶员模块用于追踪参考速度曲线，所述的后向仿真下，直接根据设定车速曲线计算能量消耗；

所述的制动系统模块将制动踏板开度与制动转矩设置为线性关系，根据输入的制动踏板开度以及电机当前转速的最大制动转矩，获取需求制动转矩；

所述的电动机模块引入Simulink中的二维表查找电机效率特性场，并根据电机转速与转矩，通过插值法获取当前电机效率；

所述的传动系统模块的输入信号包括电机转矩、机械制动力和汽车行驶速度，输出信号包括电机转速和汽车行驶的牵引力。

4.根据权利要求2所述的一种面向节能的电动汽车全局路径和速度联合优化方法，其特征在于，所述的整车动力学模块的输入包括车轮处的牵引力，输出包括汽车行驶速度。

5.根据权利要求1所述的一种面向节能的电动汽车全局路径和速度联合优化方法，其特征在于，所述的步骤S5中，车辆能耗的获取方法为：首先将参考速度由速度-距离曲线转换为速度-时间曲线，然后输入车辆纵向动力学模型中，得到车辆能耗。