[发明专利]混合动力货车防怠速系统的建立方法

摘要

本发明公开了一种混合动力货车防怠速系统的建立方法，属于混合动力汽车技术领域，包括以下几个步骤：步骤A、建立混合动力货车防怠速系统模型；步骤B、基于MDO多学科优化理论对混合动力货车防怠速系统模型进行优化；步骤C、根据步骤B中优化结果建立混合动力货车防怠速系统优化平台；步骤D、根据步骤C完成的混合动力货车防怠速系统优化平台，确定试验样机工程图纸，装配实验样机，并进行行驶和作业工况的机械和电控性能测试。本发明利用多学科优化设计技术，依据低成本、高性能和组成简单作为约束条件，对防怠速系统的配置进行尺寸和性能的优化，进而提高混合动力货车的动力系统的能量效率。

主权项

1.一种混合动力货车防怠速系统的建立方法，其特征在于包括如下几个步骤：步骤A、建立混合动力货车防怠速系统模型，所述模型包括整车模型、用于辨识整车模型行驶工况的智能辨识模型、设置于整车模型内并与智能辨识模型输出端连接的防怠速总成零部件，其中整车模型为用以计算混合动力货车功率消耗和整体能量效率的单质量模型；防怠速总成零部件包括发动机模型、电机‑发电机模型、能量储存系统模型、燃油消耗量模型以及配套组件模型；所述步骤A包括以下几个步骤：步骤A1：在GUI仿真程序中建立混合动力货车防怠速系统模型，其中GUI仿真程序为Matlab或者Simulink；步骤A2：利用智能辨识模型中车载诊断端口和转矩传感器识别整车模型的行驶和作业工况；步骤A3：将步骤A2中的数据代入步骤A1建立的混合动力货车防怠速系统模型中的，进行试验数据仿真和评价；步骤B、基于MDO多学科优化理论对混合动力货车防怠速系统模型进行高保真性和可扩展性优化；所述步骤B中多学科优化理论MDO的数学表达式如下：MinimizeJ(X_D,U(X_D))w.r.t.X_Ds.t.C(X_D,U(X_D))其中，X_D是优化算法中的设计变量，U(X_D)是系统输出变量，J(X_D,U(X_D))是目标函数，C(X_D,U(X_D))为约束函数；其中优化算法中的设计变量X_D包括发动机功率、发电机功率、电机功率、电池储存系统功率或者飞轮存储系统功率；目标函数J(X_D，U(X_D))对应整车燃油消耗量、整车的电能消耗、防怠速总成零部件成本以及一定年限内碳关税；约束函数C(X_D，U(X_D))包括最高车速、爬坡性、加速性；所述目标函数J(X_D，U(X_D))表达为如下公式：式中：T为循环工况的总时间；Fuel_consumed、Fuel_cost燃料消耗成本；Carbon_cost碳消耗成本；Carbon_tax碳关税；Electrictiy_consumed、Electrictiy_cost电能消耗成本；Battery_cell、Battery_cost电池消耗成本；ICE_cost发动机成本；Motor_cost为电机成本；所述发动机成本ICE_cost插值函数如下：ICE_cost＝ICE_base+(S‑S_lb)×Cost_inc式中：ICE_base为最小冲程发动机基准成本；S_lb为最小冲程发动机对应的冲程下限值；S为优化器中每个步长下的优化变量；Cost_inc为随着发动机冲程增加而引起成本增加的插值常数；电机成本Motor_cost插值函数如下：Motor_cost＝Motor_base+(EM_scale‑EM_scale,lb)×Cost_inc式中：Motor_base为最小尺寸电机基准成本；EM_scale,lb为最小尺寸电机对应的尺寸系数；EM_scale为优化器中每个步长下的优化变量；Cost_inc为随着电机尺寸增加而引起成本增加的插值常数；步骤C、根据步骤B中的优化结果建立混合动力货车防怠速系统优化平台；步骤D、根据步骤C完成的混合动力货车防怠速系统优化平台，确定试验样机工程图纸，装配实验样机，并进行行驶和作业工况的机械和电控性能测试。