[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)遺傳算法的分布式驅(qū)動汽車能效優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110837679A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張盛龍;王佳;林玲;馮是全
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06N3/12;B60L15/20;B60L58/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張超

本發(fā)明公開了一種基于自適應(yīng)遺傳算法的分布式驅(qū)動汽車能效優(yōu)化方法，涉及一種分布式驅(qū)動電動汽車的控制方法。分布式驅(qū)動系統(tǒng)主要分為輪轂驅(qū)動、輪邊驅(qū)動、或者兩者混合形式。本發(fā)明根據(jù)汽車的運行情況實時優(yōu)化四個車輪電機的轉(zhuǎn)矩：電動汽車左前驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩T_m1，電動汽車右前驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩T_m2，電動汽車左后驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩T_m3，電動汽車右后驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩T_m4。然后以這四個轉(zhuǎn)矩參數(shù)作為優(yōu)化設(shè)計變量，采用自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化四參數(shù)轉(zhuǎn)矩大小，最終獲得總效率最高的轉(zhuǎn)矩匹配方案，為分布式驅(qū)動電動汽車的能效優(yōu)化控制提供必要的技術(shù)支持。本發(fā)明適用于汽車設(shè)計制造領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車能效優(yōu)化方法，尤其涉及一種基于自適應(yīng)遺傳算法的分布式驅(qū)動汽車能效優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

發(fā)展電動汽車已經(jīng)成為應(yīng)對交通領(lǐng)域的能源安全問題與空氣污染問題的共同選擇。在各類電動汽車中，四輪分布式驅(qū)動電動汽車被認為是純電驅(qū)動汽車的前沿技術(shù)，分布式驅(qū)動包括輪轂電機驅(qū)動和輪邊電機驅(qū)動兩種形式，四輪分布式驅(qū)動可以單獨控制每個電機的輸出轉(zhuǎn)矩，動力可控自由度高，可以實現(xiàn)更加優(yōu)化的整車動態(tài)協(xié)調(diào)控制；由于采用了線控技術(shù)，省卻了變速箱、傳動軸、主減速器、差速器等機械傳動結(jié)構(gòu)，大大簡化了動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一方面可以提高傳動效率，另一方面有利于整車輕量化；動力系統(tǒng)高度模塊化，有利于空間布置，可以降低汽車底盤和重心，這對提高汽車的操縱穩(wěn)定性具有重大意義。

四輪分布式驅(qū)動電動汽車系統(tǒng)在動力性和能效方面具有很大的潛力。該系統(tǒng)具有控制靈活、響應(yīng)快的優(yōu)勢，但是現(xiàn)有的系統(tǒng)控制方法主要是通過基于實時搜索算法，其在能效控制上還不是很理想，如何控制四個車輪電機工作，使其在發(fā)揮性能優(yōu)勢的同時能效達到最優(yōu)，是該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題，因此研究四輪分布式驅(qū)動系統(tǒng)的能效優(yōu)化問題有十分重要的意義。

現(xiàn)有專利涉及的分布式驅(qū)動電動汽車能效優(yōu)化控制方法認為最優(yōu)的轉(zhuǎn)矩分配策略應(yīng)該在四輪平均分配模式和兩輪模式之間進行切換：當總轉(zhuǎn)矩需求較低的時候，兩前輪或者兩后輪輸出轉(zhuǎn)矩，另外兩個電機不工作；當總轉(zhuǎn)矩需求較高的時候，四輪轉(zhuǎn)矩平均分配。以上研究都是基于電機數(shù)學模型或者電機效率特性圖已知的前提，并且以上控制策略都只適用于前后軸采用相同的電機的構(gòu)型，而對于前后軸電機不一致的構(gòu)型則不適用。但是從現(xiàn)有車型設(shè)計角度來說，前輪轂后輪邊電機構(gòu)型具有很大發(fā)展?jié)摿Γ焊咚匐姍C和低速電機或者高效率電機和高性能電機的組合可以在保證驅(qū)動能力的同時拓寬電機驅(qū)動的綜合高效區(qū)；因此研究針對不同電機構(gòu)型的四輪分布式驅(qū)動系統(tǒng)能效最優(yōu)有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)不具備解決汽車四輪分布式驅(qū)動達到最優(yōu)模式的問題。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于自適應(yīng)遺傳算法的分布式驅(qū)動汽車能效優(yōu)化方法，包括以下步驟：

1)確定優(yōu)化設(shè)計變量：設(shè)計變量一共包括四個參數(shù)，分別為：左前輪轂電機轉(zhuǎn)矩T_m1，右前輪轂電機轉(zhuǎn)矩T_m2、左后輪轂電機轉(zhuǎn)矩T_m3、右后輪轂電機轉(zhuǎn)矩T_m4；

2)確定優(yōu)化設(shè)計目標：優(yōu)化目標為分布式驅(qū)動電動汽車實時總效率最高；

3)確定優(yōu)化限制條件：根據(jù)動力系統(tǒng)的電機技術(shù)參數(shù)確定T_m1，T_m2，T_m3和T_m4的工作范圍；

4)基于自適應(yīng)遺傳算法進行能效優(yōu)化，所述能效優(yōu)化方法包括以下步驟：