[发明专利]一种实现电动汽车空调系统多学科多目标优化的方法

摘要

本发明公开了一种实现电动汽车空调系统多学科多目标优化的方法，基于车内环境与制冷系统之间的关系，在此基础上完成汽车车厢内温度子系统、汽车车厢风道布局、汽车车厢环境(CO₂浓度)子系统、空调本体制冷、制热子系统等多学科多目标仿真分析。基于模拟退火算法等对其进行多学科，多目标优化设计。从而得到汽车空调系统的最优解，实现车内温度、CO₂浓度、空调系统换热性能、空调系统能耗等多目标的综合最优。其可以用于指导并实现汽车空调系统的高效开发和设计改进。

主权项

1.一种实现电动汽车空调系统多学科多目标优化的方法，基于车内环境与制冷系统之间的关系，在此基础上完成汽车车厢内温度子系统、汽车车厢风道布局、汽车车厢环境CO2浓度子系统、空调本体制冷/制热子系统多学科多目标仿真分析，基于模拟退火算法对其进行多学科，多目标优化设计得到汽车空调系统的最优解，实现车内温度、CO2浓度、空调系统换热性能、空调系统能耗多目标的综合最优；包括如下的步骤：(1)开始，读取目标汽车空调系统的综合指标，包括：乘客舒适度、能源消耗控制，空调制冷/制热效率控制目标；(2)依照学科标准对汽车空调系统进行分类，其可分为如下几部分：车厢温度子系统、车内环境子系统、制冷/制热系统子系统以及车内流场子系统；(3)根据(1)定义乘客舒适度、压缩机的功率损耗、制冷效率为全局设计变量，并针对各个子系统单独设计局部变量，考虑各子系统之间的耦合关系，设计中间变量；(4)将系统中的设计变量、局部变量和中间变量分配到各子系统中，并制定实验方案，保存仿真实验数据，对涉及到子系统的变量均只在各子系统内部进行独立的优化，各子系统保留独立的学科目标和设计变量，并根据子系统最优解确定系统级优化设计变量的初始值和上下限；(5)加载实验或仿真数据；(6)构建各个子系统需考察的目标响应量的多项式响应面代理模型；(7)采用相对均方根误差方法对该响应面代理模型进行检验，判断结果是否满足精度要求；否，则返回第⑹步骤；是，则进入下一步骤；(8)根据设计要求，综合考虑人体对温度、环境CO2浓度、迎风阻力的舒适性、功率损耗、制冷效率性能指标，构建汽车空调系统优化的评价目标函数；(9)根据各子系统的设计过程，选择汽车空调系统的优化设计变量；(10)根据(6)设定汽车空调系统的多学科优化的约束条件；(11)采用多目标模拟退火算法对汽车空调系统进行多目标优化，得到汽车空调系统各项性能的最优解集；(12)从系统级最优解集，选取合适的最优解，并对其进行仿真分析或实验验证，判断是否达到设计要求；否，则返回步骤⑵；是，则进入下一步骤；(13)结束。