[发明专利]基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法

说明书

本发明涉及基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法，属于混合动力车辆动力系统研发技术领域。将能量管理测试平台应用在混合动力车辆上，在估算混合动力车辆行驶和作业工况的基础上，优化再生辅助动力系统；包括以下步骤，第一，针对不同布置结构类型的混合动力车辆，研发建立基于高保真和可扩展的混合动力车辆动力系统零部件模型库；第二，以混合动力车辆动力系统零部件模型库为基础研发基于多学科并行优化的动力系统优化和评估软件系统，并优化部件的尺寸和能量管理控制策略；第三，将优化的结果用于动力系统的设计，确定物理样机工程图纸；装配好物理样机后，进行动力系统硬件在环测试。本发明能缩短产品研发周期，减低研发成本。

技术领域

本发明涉及基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法，属于混合动力车辆动力系统研发技术领域。

背景技术

混合动力专用车辆动力系统结构多种多样，如何根据专用车辆行驶和作业过程中对动力系统的能量要求，最优分配发动机和驱动电机的输出功率。不同混合动力系统结构需要相应的动力分配方案，只有适宜的控制策略才能使其达到节油、减排的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法，来使混合动力车辆获得最佳的性能，缩短产品研发周期，降低车辆研发成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于多学科优化的混合动力车辆动力系统优化测试方法，通过将能量管理测试平台应用在混合动力车辆上，在估算混合动力车辆行驶和作业工况的基础上，优化再生辅助动力系统；该方法包括以下步骤，

第一，针对不同布置结构类型的混合动力车辆，研发建立基于高保真和可扩展的混合动力车辆动力系统零部件模型库；

第二，以混合动力车辆动力系统零部件模型库为基础研发基于多学科并行优化的动力系统优化和评估软件系统，并优化部件的尺寸和能量管理控制策略；

第三，将优化后的结果用于动力系统的设计，根据设计确定物理样机工程图纸；装配好物理样机后，进行动力系统硬件在环测试。

本发明技术方案的进一步改进在于：第一步中，研发用于混合动力车辆行驶和作业工况的智能辨识系统来采集试验数据，混合动力车辆动力系统零部件模型库以试验数据为基础建立理论模型。

本发明技术方案的进一步改进在于：混合动力车辆行驶和作业工况的智能辨识系统，首先建立混合动力车辆/发动机动力学和辅助装置的燃油消耗量模型；使用车载诊断端口数据和传感器的数据作为行驶和作业工况的辨识；建立该模型的依据是专用车辆运动所需功率的估计算法，根据从车载诊断端口处获得发动机信息及车速信息，估算发动机所需的总功率，发动机总功率和驱动功率之差就是辅助动力装置的功率；建立的辨识模型和估计算法通过计算软件进行评价。

本发明技术方案的进一步改进在于：第一步中的混合动力车辆动力系统零部件模型库组成包括：发动机模型、电机模型、不同类型的电池模型、超级电容模型、逆变器模型、传动装置模型、能量转化器模型。

本发明技术方案的进一步改进在于：第二步中，基于多学科并行优化的动力系统优化和评估软件系统的优化，多学科优化MDO的数学表达式如下：

Minimize J(X_D,U(X_D))w.r.t.X_D

s.t.C(X_D,U(X_D))；