基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法及系统，包括以下步骤：S1:获取汽车在完整工况下的状态信息；S2:建立汽车整车模型，包括空调与乘员舱耦合动态热模型；S3:基于步骤S2建立的汽车整车模型，在步骤S1收集的数据下对汽车整车模型进行黑箱模型训练；S4:基于深度强化学习算法设计整车热管理调控策略，将训练好的黑箱模型作为环境，在不同工况下与整车热管理调控策略实时交互，训练智能体。本发明专利技术提高了整车热管理效果。本发明专利技术提高了整车热管理效果。本发明专利技术提高了整车热管理效果。

【技术实现步骤摘要】
基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法及系统


[0001]本专利技术属于整车热管理
，具体涉及一种基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法及系统。

技术介绍

[0002]随着汽车工业的不断发展，人们对乘车舒适性提出了更高的要求，为了提高人们的驾乘舒适度，对整车热管理的研究显得尤为重要。首先，在汽车行驶过程中，乘员舱会不断地有热量的产生和吸收。其次，无论是纯电动汽车还是混动汽车或是传统汽车，在汽车行驶时，除乘员舱外其动力系统如电池、电机或是发动机等，都会产生许多热量。也因此，汽车面临一个动态并且快速变化的热环境，其各个模块的温度也会随着各种因素的影响而快速变化。整车热管理系统的核心部分主要是汽车暖通空调系统。在整个热管理的过程中空调系统担任着热量搬运的角色，可以说空调系统能耗占汽车总能耗很大部分。另外在汽车行驶过程中，如果汽车乘员舱没有进行很好的动态准确的温度控制，会导致汽车热舒适性降低，对乘客的健康和安全驾驶造成不可忽视的影响，并且对汽车品牌的市场印象也会造成不良影响。所以，对于汽车而言，热管理系统是耗能的重要部分，合理并有效的进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:获取汽车在完整工况下的状态信息；S2:建立汽车整车模型，包括空调与乘员舱耦合动态热模型；S3:基于步骤S2建立的汽车整车模型，在步骤S1收集的数据下对汽车整车模型进行黑箱模型训练；S4:基于深度强化学习算法设计整车热管理调控策略，将训练好的黑箱模型作为环境，在不同工况下与整车热管理调控策略实时交互，训练智能体。2.根据权利要求1所述的基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法，其特征在于：步骤S1中所述状态信息包括车辆状态信息、空调系统信息和乘员舱系统信息。3.根据权利要求2所述的基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法，其特征在于：所述车辆状态信息包括车辆的速度、发动机转速、压缩机转速和风扇转速中的至少一个；所述空调系统信息包括容积效率、等熵效率、膨胀阀流量系数、蒸发器/冷凝器扁管尺寸、蒸发器/冷凝器材料比热、蒸发器/冷凝器质量、蒸发器/冷凝器空气侧换热系数、蒸发器/冷凝器迎风面积、环境温度和太阳辐射中的至少一个；所述乘员舱系统信息包括座椅换热系数、人体散热、前端与空气的换热面积、前端模块/侧围/前挡风玻璃的质量、前端模块材料/前挡风玻璃/车顶模块材料/侧围模块材料的比热、前挡风玻璃/车顶/侧围与舱外环境空气之间的对流换热系数中的至少一个。4.根据权利要求1至3任一所述的所述的基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法，其特征在于：所述S2包括：S21:建立汽车空调系统动态热模型,所述汽车空调系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀和鼓风机；S22:建立简化的一维乘员舱系统动态热模型；S23:建立发动机冷却模型，并基于车辆动力学建立整车仿真模型，通过暖风芯体将乘员舱系统与发动机冷却系统进行耦合。5.根据权利要求4所述的基于黑箱模型和深度强化学习的整车热管理方法，其特征在于：所述S21具体为：压缩机：采用集总参数方法在MATLAB/simulink中搭建了相应数学模型，压缩机出口处制冷剂的质量流量计算公式为：其中，η
vol
是电动压缩机的容积效率，ρ
r
是压缩机入口处制冷剂R134a的密度，N
comp
是电动压缩机的转速，通过驱动电机控制，V
d
是压缩机的排量；膨胀阀：在其动态过程中,通过膨胀阀的制冷剂质量流量与其膨胀阀压降ΔP的关系由下式表示:其中C
q
为膨胀阀的流量系数,A
v
为膨胀阀的最小流通面积,ρ
v
为通过膨胀阀的制冷剂密度；蒸发器：根据移动边界法,蒸发器中的气体和液体制冷剂满足质量守恒定律,故对于蒸
发器的两相区的长度l
e
的变化由下式得到:的变化由下式得到:再根据能量守恒,蒸发器壁面温度的变化表示为:其中,ρ
le
是蒸发器中液体制冷剂的密度,h
lge
为蒸发器中制冷剂的气化潜热,A
e
为蒸发器的扁管微通道总的截面积,为两相区制冷蒸汽的体积分数，le为蒸发器两相区的平均空隙率,h
ge
，h
le
和h
ie
分别表示在当前压力下蒸发器中气体、液体以及进口的制冷剂的焓值,a
ie
是两相区中蒸发器内壁与制冷剂间的换热系数,D
ie
是蒸发器扁管内部的直径，L
e
是蒸发器扁管的总长度﹐T
we
为蒸发器壁面温度﹐T
re
是蒸发器当前压力下制冷剂的饱和温度﹐ρ
ge
为蒸发器中制冷剂蒸气密度，P
e
为蒸发器中压力，(C
p
m)
we
表示蒸发器材料的比热和蒸发器的质量，C
p
表示冷凝器材料的比热，m表示蒸发器的质量,a
oe
是空气与蒸发器壁面间的换热系数,A
oe
为蒸发器的迎风面积,T
ae
是当前蒸发器周围空气的温度；冷凝器：子模型满足：冷凝器：子模型满足：冷凝器：子模型满足：假设空调系统制冷剂没有泄露﹐所以系统中总的制冷剂的质量不变,所以蒸发器和冷凝器中制冷剂总的质量视为常数,故有:其中,A
c
为冷凝器的扁管微通道总的截面积,ρ
lc
是冷凝器中液体制冷剂的密度,ρ
gc
为冷凝器中蒸气密度，为冷凝器两相区制冷蒸气的体积分数，lc为冷凝器两相区的平均空隙率，L
c
是冷凝器扁管的总长度,l
c
为冷凝器的两相区长度，Σ表示常数，h
lgc
为冷凝器中制冷剂的气化潜热,h
lc
和h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，柳阳，欧俊峰，孙络典，谢乐成，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：