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专利号: 2019110933224
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,所述能效优化方法基于分布式驱动汽车进行,所述分布式驱动汽车包括:左前轮驱动电机、右前轮驱动电机、左后轮驱动电机和右后轮驱动电机,所述左前轮驱动电机与左前车轮机械连接,所述右前轮驱动电机与右前车轮机械连接,所述左后轮驱动电机与左后车轮机械连接,所述右后轮驱动电机与右后车轮机械连接,所述左前轮驱动电机与左前轮驱动电机控制器电气连接,所述右前轮驱动电机与右前轮驱动电机控制器电气连接,所述左后轮驱动电机与左后轮驱动电机控制器电气连接,所述右后轮驱动电机与右后轮驱动电机控制器电气连接;所述动力电池组分别与左前轮驱动电机控制器、右前轮驱动电机控制器、左后轮驱动电机控制器和右后轮驱动电机控制器电气连接,整车控制器分别与左前轮驱动电机控制器、右前轮驱动电机控制器、左后轮驱动电机控制器、右后轮驱动电机控制器和动力电池组电气连接;

所述能效优化方法包括以下步骤:

步骤1、在汽车行驶过程中,实时监测动力电池剩余电量SOC、车辆行驶速度及油门踏板开度,由所述车辆行驶速度和油门踏板开度计算车辆需求转矩,进入步骤2;

步骤2、由所述动力电池剩余电量SOC确定电机转矩分配系数,所述动力电池剩余电量SOC大于第一限值时,所述电机转矩分配系数为第一值,所述动力电池剩余电量SOC小于等于所述第一限值且大于第二限值时,所述电机转矩分配系数为第二值,所述动力电池剩余电量SOC小于等于所述第二限值时,所述电机转矩分配系数为第三值;所述第一限值>所述第二限值,所述第三值<所述第二值<所述第一值≤1;

步骤3、以顺序选择遗传算法优化所述左前驱动电机转矩Tm1,所述右前轮毂电机转矩Tm2、所述左后轮毂电机转矩Tm3、所述右后轮毂电机转矩Tm4,所述Tm1、Tm2、Tm3和Tm4的范围由对应的电机技术参数确定,具体依次包括以下步骤;

步骤301、种群初始化,采用十进制编码方法对汽车四个电机转矩Tm1,Tm2,Tm3和Tm4进行编码,种群规模定义为N,交叉率为Pc,变异率为Pm,最好的个体的选择概率为q,迭代最大代数为Tmax;

步骤302、随机产生N个个体,组成初始种群V={v1,v2,...,vi,...,vN},其中第i个个体为vi=(vi,1,vi,2,vi,3,vi,4),vi,1表示第i个个体第k时刻左前轮毂电机转矩Tm1(k)i大小,vi,2表示第i个个体第k时刻右前轮毂电机转矩Tm2(k)i大小,vi,3表示第i个个体第k时刻左后轮毂电机转矩Tm3(k)i大小,vi,4表示第i个个体第k时刻右后轮毂电机转矩Tm4(k)i大小,将当前优化代数设置为t=1;

步骤303、计算V中的每个个体vi的适应度值大小,即第i个个体第k时刻汽车实施总效率η(k)i大小;

步骤4、判断当前优化代数t是否等于Tmax,若为是则停止计算,取V中适应度值最大的个体,即第i个个体第k时刻实时总效率η(k)i最高的个体vi作为所求结果并根据对应的Tm1(k)i、Tm2(k)i、Tm3(k)i和Tm4(k)i控制所述左前轮毂电机、右前轮毂电机、左后轮毂电机和右后轮毂电机,然后根据以下公式计算四个电机的转矩之和Tm(k)i,然后结束流程,如果t

Tm(k)i=ψ1×Tm1(k)i+ψ2×Tm2(k)i+ψ3×Tm3(k)i+ψ4×Tm4(k)i;

步骤5、按照适应度值大小对个体进行排序;

步骤6、定义最好的个体的选择概率为q,则排序后的第i个个体第k时刻的选择概率为:

其中,i=1,2,...,N。

然后按照上述概率所决定的选中机会选择再生个体;

步骤7、根据交叉率Pc到新的群体V2;

步骤8、由V2按照变异率Pm根据基本的单点变异方法得到群体V3;

步骤9、将群体V3作为新一代种群,用V3代替V,并另t=t+1,并返回步骤303。

2.根据权利要求1所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,所述步骤303中第i个个体第k时刻汽车实施总效率η(k)i大小由以下公式计算得到其中,Pout,1(k)i为第i个个体第k时刻的左前轮毂电机实时输出功率;Pout,2(k)i为第i个个体第k时刻的右前轮毂电机实时输出功率;Pout,3(k)i为第i个个体第k时刻的左后轮毂电机实时输出功率;Pout,4(k)i为第i个个体第k时刻的右后轮毂电机实时输出功率;Pin,1(k)i为第i个个体第k时刻的左前轮毂电机实时输入功率;Pin,2(k)i为第i个个体第k时刻的右前轮毂电机实时输入功率;Pin,3(k)i为第i个个体第k时刻的左后轮毂电机实时输入功率;Pin,4(k)i为第i个个体第k时刻的右后轮毂电机实时输入功率。

3.根据权利要求4所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,第i个个体第k时刻的左前轮毂电机的实时输入输出功率为:其中,U1(k)i为第i个个体第k时刻的左前轮毂电机输入端母线电压;I1(k)i为第i个个体第k时刻的左前轮毂电机输入端母线电流;n1(k)i为第i个个体第k时刻的左前轮毂电机的转速;ψ1为第i个个体第k时刻左前轮毂电机的转矩分配系数,

4.根据权利要求4所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,所述第i个个体第k时刻的右前轮毂电机的实时输入输出功率为:其中,U2(k)i为第i个个体第k时刻的右前轮毂电机输入端母线电压;I2(k)i为第i个个体第k时刻的右前轮毂电机输入端母线电流;n2(k)i为第i个个体第k时刻的右前轮毂电机的转速;ψ2为第i个个体第k时刻右前轮毂电机的转矩分配系数,

5.根据权利要求4所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,第i个个体第k时刻的左后轮毂电机的实时输入输出功率为:其中,U3(k)i为第i个个体第k时刻的左后轮毂电机输入端母线电压;I3(k)i为第i个个体第k时刻的左后轮毂电机输入端母线电流;n3(k)i为第i个个体第k时刻的左后轮毂电机的转速;ψ3为第i个个体第k时刻左后轮毂电机的转矩分配系数,

6.根据权利要求4所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,所述第i个个体第k时刻的右后轮毂电机的实时输入输出功率为:其中,U4(k)i为第i个个体第k时刻的右后轮毂电机输入端母线电压;I4(k)i为第i个个体第k时刻的右后轮毂电机输入端母线电流;n4(k)i为第i个个体第k时刻的右后轮毂电机的转速;ψ4为第i个个体第k时刻右后轮毂电机的转矩分配系数,

7.根据权利要求1所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,所述根据交叉率Pc到新的群体V2是以以下公式进行:vi'(k)=θvi(k)+(1-θ)vj(k)

vj'(k)=θvj(k)+(1-θ)vi(k)

其中,θ表示0-1之间的随机交叉位置;i∈{1,2,…,N},j∈{1,2,…,N},vi'(k)和vj'(k)表示第k时刻交叉后的新个体,vi(k)和vj(k)表示第k时刻需要交叉的个体。

8.根据权利要求1所述的顺序选择遗传算法的分布式驱动汽车能效优化方法,其特征在于,根据变异率Pm由V2按照变异率根据基本的单点变异方法得到群体V3。