[发明专利]考虑传动效率的纯电动汽车个性化换挡规律优化方法及应用

权利要求书

1.一种考虑传动效率的纯电动汽车个性化换挡规律优化方法，其特征在于包括以下步骤：

S1分别建立电机效率模型和变速器效率模型；

所述电机效率模型的建立过程包括以下分步骤：

S11利用电机效率实验采集的不同工况下的输入端电压、电流、电机转速和电机转矩数据计算电机输入功率和输出功率，以电机输出功率与输入功率的比值作为各对应工况下电机效率值；

S12利用不同工况下的电机转速、电机转矩和步骤S11得到的电机效率值构建电机数据总集，并从电机数据总集选取电机效率模型训练集和测试集；

S13利用步骤S12构建的电机效率模型训练集和测试集数据对神经网络模型进行训练和测试得到电机效率模型；

所述变速器效率模型是与变速器挡位相对应的，变速器某个挡位效率模型的建立过程包括以下分步骤：

S14利用变速器效率实验采集的变速器某个挡位不同工况下的输入转速、输入转矩、输出转速和输出转矩，计算变速器某个挡位的输入功率和输出功率，以变速器某个挡位输出功率与输入功率的比值作为对应工况下变速器某个挡位的效率值；

S15利用变速器某个挡位不同工况下的变速器输入转速、变速器输入转矩、变速器油温和步骤S14得到的变速器某个挡位效率值构建变速器该挡位数据总集，从变速器该挡位数据总集选取变速器效率模型训练集和测试集；

S16利用步骤S15构建的变速器效率模型训练集和测试集数据对神经网络模型进行训练和测试得到变速器某个挡位的效率模型；

S2将加速踏板强度从0～100％分为若干等分，以同一加速踏板强度下相邻两挡位中的高挡位的最小车速和低挡位的最大车速构建同一加速踏板强度下相邻两挡位的换挡车速范围；

同一加速踏板强度下相邻两挡位中的高挡位的最小车速和低挡位的最大车速确定方法为：首先确定同一加速踏板强度下相邻两挡位中的高挡位和低挡位不同行驶车速对应的电机转速和汽车加速度；再依据高挡位不同行驶车速对应的电机转速和汽车加速度，找出高挡位中汽车加速度大于0且电机当前转速大于电机最小转速的最小车速，即为高挡位的最小车速；再依据低挡位不同行驶车速对应的电机转速和汽车加速度，找出低挡位中汽车加速度大于0且电机当前转速小于电机最大转速的最大车速，即为低挡位的最大车速；

同一加速踏板强度下相邻两挡位中的高挡位或低挡位不同行驶车速对应的电机转速和汽车加速度按照以下分步骤得到：

S21导入整车及传动系统参数；

S22获取不同行驶车速对应的电机转速；

S23通过电机转矩模型获取不同行驶车速对应的电机转矩；

S24以电机转速和电机转矩作为输入数据，通过电机效率模型获取不同行驶车速对应的电机效率；

S25以变速器输入转速、变速器输入转矩和给定变速器油温作为输入数据，通过变速器效率模型获取不同行驶车速对应的变速器效率；

S26依据电机转矩、电机效率和变速器效率，确定不同行驶车速对应的汽车加速度；

S3建立不同加速踏板强度下相邻两挡的换挡车速约束条件；

S4给定不同的动力性权值和经济性权值，遍历各加速踏板强度，结合相邻两挡的换挡车速范围及约束条件，通过粒子群优化算法得到使综合评价函数最小的换挡车速，进而得到不同动力性权值和经济性权值下的升挡曲线和降挡曲线，即纯电动汽车个性化换挡规律；

采用粒子群优化算法得到使综合评价函数最小的换挡车速的过程包括以下步骤：

S41确定综合评价函数；

所述综合评价函数为：

式中，u表示汽车车速；w_d、w_e分别为给定的动力性权值和经济性权值，用以体现驾驶员的性能期望，w_d+w_e＝1；f_d'(u)、f_e'(u)分别为经过归一化后的动力性分目标函数和经济性分目标函数；f_d^*、f_e^*分别为经过归一化后的最佳动力性分目标函数值和最佳经济性分目标函数值；

S42在给定动力性权值、经济性权值和加速踏板强度下，以综合评价函数作为适应度函数，调用粒子群优化算法，得到给定动力性权值、经济性权值和加速踏板强度下的升挡车速；

S43遍历所确定的各加速踏板强度，重复步骤S42，得到给定动力性权值、经济性权值下不同加速踏板强度的升挡车速u_aup，形成给定动力性权值、经济性权值下的升挡曲线；

S44按照以下公式计算得到不同加速踏板强度下的降挡车速u_adown，形成给定动力性权值、经济性权值下的降挡曲线：

u_adown＝u_aup*(1-A)；

式中，A为给定系数；当加速踏板强度30％时，A＝0.4；加速踏板强度≥30％时，A＝0.15；

S45对于给定的不同给定动力性权值和经济性权值，重复上述步骤S42～S44，得到不同给定动力性权值和经济性权值下的升挡曲线和降挡曲线。