一种基于NSGA-II的插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于NSGA‑II的插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化方法，包括以下步骤：(1)建立插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗函数；(2)建立插电式混合动力汽车运行在CS阶段的百公里油耗函数；(3)建立插电式混合动力汽车运行在0‑100km/h加速阶段的加速时间函数；(4)建立多目标优化数学模型；(5)基于NSGA‑II算法对步骤(4)建立的多目标优化数学模型进行求解。本发明专利技术采用NSGA‑Ⅱ算法对混合动力汽车的动力传动系统参数多目标优化问题进行求解，获得Pareto最优解，可使整车在电耗、油耗和动力性能提升，并为设计人员提供多组参数优化方案，设计人员可根据对电耗、油耗和动力性能的重视程度而选择所需的参数组合。

A multi-objective optimization method for Powertrain Parameters of plug-in hybrid electric vehicle based on NSGA-II

【技术实现步骤摘要】
一种基于NSGA-II的插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化方法
本专利技术涉及插电式混合动力汽车动力传动系统优化
，具体涉及一种基于NSGA-II的插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化方法。
技术介绍
插电式混合动力汽车动力传动系统参数对整车的经济性与动力性能有显著的影响，因此动力传动系统参数优化是整车开发和能量管理控制策略制定的基础。目前对插电式混合动力汽车动力传动系统参数优化方法的文献较多，但针对插电式混合动力汽车动力传动系统参数优化还存在如下两个问题：第一、针对插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化时，目前文献主要是通过设定权值的方法将多目标优化转化为单目标优化，这样处理，虽对多目标优化问题进行了简化，但是几乎无法设置与实际吻合的权值；第二、插电式混合动力汽车通常运行在CD阶段和CS阶段，其中CD阶段下基本由动力电池驱动，该阶段下的油耗近似为0，因此选取电耗作为该阶段经济性评价指标较合理；在CS阶段下能量主要来源于发动机，因此选取油耗作为该阶段的经济性评价指标较合理，然而目前国内外文献在建立插电式混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于NSGA-II的插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化方法，包括以下步骤：/n步骤(1)、建立插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗函数/n通过设定电池SOC约束，使插电式混合动力汽车运行在CD阶段，并通过仿真获取插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗，其表达式如下：/n

【技术特征摘要】
20190821 CN 20191077421511.一种基于NSGA-II的插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化方法，包括以下步骤：
步骤(1)、建立插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗函数
通过设定电池SOC约束，使插电式混合动力汽车运行在CD阶段，并通过仿真获取插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗，其表达式如下：



式中，
fele(X)为插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗，单位为kwh/100km；
X为待优化参数；
Pbat为电池功率，单位kw；
S1为车辆在CD阶段运行的里程数，单位km；
Nele为插电式混合动力汽车CD阶段百公里电耗仿真的总步数；
SOCCD(0)为插电式混合动力汽车CD阶段百公里电耗仿真第0步的SOC值，即电池的初始荷电状态；
SOCCD(i)为插电式混合动力汽车CD阶段百公里电耗仿真第i步的SOC值；
SOCCD(Nele)为插电式混合动力汽车CD阶段百公里电耗仿真第Nele步的SOC值；
SOCup为电池充满电时的SOC值；
SOClow为电池正常运行所允许的最低SOC值；
步骤(2)、建立插电式混合动力汽车运行在CS阶段的百公里油耗函数
通过对电池SOC的初始值设定和对电池SOC值的最终值约束，使插电式混合动力汽车运行在CS阶段，并通过仿真获取插电式混合动力汽车运行在CS阶段的百公里油耗，其表达式如下：



式中，
ffuel(X)为插电式混合动力汽车运行在CS阶段的百公里油耗，单位为L/100km；

为发动机瞬时燃油消耗量，单位为g/s，该值通过发动机输出转矩和转速查表获得；
S2为车辆在CS阶段运行的里程数，单位km；
ρ为汽油的密度；
Nfuel为插电式混合动力汽车CS阶段百公里油耗仿真的总步数；
SOCCS(0)为插电式混合动力汽车CS阶段百公里油耗仿真第0步的SOC值；
SOCCS(j)为插电式混合动力汽车CS阶段百公里油耗仿真第j步的SOC值；
SOCCS(Nfuel)为插电式混合动力汽车CS阶段百公里油耗仿真第Nfuel步的SOC值；
SOC0为整车运行在CS阶段的电池SOC初始值；
步骤(3)、建立插电式混合动力汽车运行在0-100km/h加速阶段的加速时间函数
将车速在0至100km/h范围内按车速步长ΔV进行分段，每段近似为匀加速过程，则插电式混合动力汽车0-100km/h的加速时间可看成是各小段车速内加速时间的累积，0至100km/h的加速时间函数可表示为：



式中，
facc(X)为车辆0-100km/h的加速时间；
Nacc为总的车速段数；
a(X,k)为第k段车速内的加速度，
步骤(4)、建立多目标优化数学模型
综合以上建立的插电式混合动力汽车运行在CD阶段的百公里电耗函数、运行在CS阶段百公里油耗函数和0-100km/h加速阶段的加速时间函数，得到插电式混合动力汽车动力传动系统参数多目标优化数学模型如下：



式中，
X为决策向量；
Xj为决策变量；
a和b分别为每个决策变量的上下限；
Nemax、Nemin、Temax和Temin分别为发动机的转速上下限值和输出转矩上下限值；
Npm-max、Npm-min、Tpm-max和Tpm-min分别为第p个电机的转速上...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾育平，蔡杨，刘永刚，黄文伟，李刚，李志春，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：江西;36