基于TD3算法的电动汽车空调与乘客舱热管理控制方法技术

本发明专利技术涉及基于TD3算法的电动汽车空调与乘客舱热管理控制方法，属于整车热管理技术领域，包括步骤：S1：建立汽车空调与乘客舱的热耦合模型；S2：建立乘客热舒适性评估计算模型；S3：进行TD3算法的设计及智能体训练验证；S4：结合乘客热舒适性评估模型，建立关于汽车空调与乘客舱热耦合模型相匹配的基于TD3算法的控制策略。本发明专利技术采用基于强化学习TD3算法的控制策略，更适合于复杂多变的环境控制问题，使控制更加节能，且在整个车辆行驶过程中能为乘客的舒适安全保驾护航。客的舒适安全保驾护航。客的舒适安全保驾护航。

【技术实现步骤摘要】
基于TD3算法的电动汽车空调与乘客舱热管理控制方法


[0001]本专利技术属于整车热管理
，涉及基于TD3算法的电动汽车空调与乘客舱热管理控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车乘客舱环境的舒适健康与否直接影响着人们的驾驶体验，而好的驾驶体验又可以进一步降低交通事故发生风险，也有利于提高驾驶安全性。乘客舱的舒适温度调节离不开空调，而空调能耗又是电动汽车能耗的重要部分，其对电动汽车续航里程的影响同样很大：相同工况下若开启空调则会使电动汽车续航里程大幅度下降，因此，需要更加精确与智能的控制器对乘员舱热平衡进行调节。
[0003]实现压缩机转速的精确控制是保障乘员舱温度精确控制的前提。电动汽车压缩机主要以电机带动的方式运行，不受车速和发动机转速影响，控制较为灵活精确。在控制领域中，现如今的控制方法类型多样。现在汽车空调系统主流的控制方法，是基于规则的开关控制器并根据相应的查表的方式进行控制，包括PID控制方法，模糊控制方法，或者结合PID控制和模糊控制的方法等一些较为传统的方法。这些传统的控制方法主要根据系统给予的反馈信号，利用目标值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于TD3算法的电动汽车空调与乘客舱热管理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据移动边界法和集总参数法建立汽车空调系统的一维仿真模型，所述汽车空调系统包括压缩机，冷凝器，蒸发器和膨胀阀；建立汽车乘客舱系统的动态热模型，并与空调系统模型进行耦合，建立电动汽车空调与乘客舱热耦合模型；S2、建立乘客热舒适性评估计算模型；S3、进行TD3算法的设计；S31、对TD3算法引入目标策略平滑机制；TD3算法如下：TD3算法如下：TD3算法如下：其中，y1表示对进行优化，y2表示对进行优化；θ
i
为Critic网络参数，为Actor网络参数；目标策略更新后的公式为：其中，∈～clip(N(0,σ)代表所添加的噪声服从高斯分布，且噪声的绝对值小于等于超参数c；S32、进行TD3算法的智能体设计；选取状态空间元素，所述状态空间元素包括乘客舱温度T
cab
与目标温度之差的绝对值、PMV值、以及空调能耗；空调能耗包括压缩机能耗E
AC
和换热器风扇能耗T
evap
,wall；State＝{|T
cab
–
25℃|,PMV,E
AC
，T
evap,wall
}选取压缩机转速和换热器风扇转速作为智能体的控制动作：action＝{N
comp
，N
fan
}采用主线奖励和辅线奖励结合的方式设计奖励函数，将人体热舒适的重要指标PMV和空调能耗设计为主线奖励；S33、设置TD3算法的智能体参数，并进行强化学习训练，当乘客舱温度超过预设高温阈值或低于预设低温阈值时，所述强化学习训练停止；S4、进行智能体训练验证，建立关于汽车空调与乘客舱热耦合模型相匹配的控制策略。2.根据权利要求1所述的基于TD3算法的电动汽车空调与乘客舱热管理控制方法，其特征在于：在所述S1中，汽车空调系统的一维仿真模型包括：S11、建立压缩机内制冷剂一维动态模型，表示如下：S11、建立压缩机内制冷剂一维动态模型，表示如下：η
v
＝f1(N
comp
,P
c
/P
e
)
η
is
＝f2(N
comp
，P
c
/P
e
)其中，η
v
代表压缩机的容积效率，ρ
r
代表压缩机入口处制冷剂的密度，N
comp
代表压缩机的转速；v
d
代表压缩机的排量；h
c,o
代表压缩机出口处的比焓，h
c,i
代表压缩机入口处的比焓，h
is,o
代表在等熵压缩下的制冷剂的出口比焓，η
is
代表压缩机在等熵压缩条件下的等熵效率；f1代表压缩机容积效率和等熵效率对压缩机进口压差的拟合函数，f2代表压缩机容积效率和等熵效率对压缩机出口压差的拟合函数，P
c
/P
e
代表压缩机出入口的压比，其中P
c
代表冷凝器的压力，P
e
代表蒸发器的压力；S12、蒸发器建模，对于蒸发器的两相区长度le的变化由下式得到：其中，ρ
le
代表制冷剂的密度，h
lge
代表制冷剂发生相变吸收的潜热，A
e
代表蒸发器扁管结构的截面面积，代表制冷剂在蒸发器的两相阶段中平均蒸气比例，代表蒸发器入口的制冷剂质量流量，h
ge
代表制冷剂在蒸发器出口处的焓值，h
ie
则代表制冷剂在蒸发器进口处的焓值，a
ie
代表蒸发器壁面与制冷剂的换热系数，D
ie
代表蒸发器管内直径，T
we
代表蒸发器壁面的温度，T
re
代表目前压力状态下的制冷剂温度；蒸发器中制冷剂蒸气密度用如下公式表示：其中，L
e
代表蒸发器所有扁管的总长度，ρ
ge
代表气体状态下饱和制冷剂的密度，P
e
代表制冷剂的当下压力，代表蒸发器出口的制冷剂质量流量，蒸发器壁面的温度变化为：a
oe
＝f
p2
(N
fan
))其中，C
p
代表蒸发器的比热容，m代表蒸发器的质量，α
ish
代表在蒸发器过热阶段中的制冷剂与壁面的换热系数，T
ie
代表入口制冷剂温度，a
oe
代表蒸发器在空气侧换热系数，其中f
p2
、N
fan
分别表示多项式拟合公式和蒸发器风扇的转速，A
oe
代表蒸发器空气侧的迎风面积，T
ae
代表蒸发器入口周围的环境空气温度，代表空气侧的空气质量流量，C
p,air,mix
代表空气的比热容，T
air,mix
代表在混合风门作用后的进入蒸发器的空气的温度，代表乘客舱中的以前的空气质量流量，代表外界环境中的新的空气质量流量，C
p,air,cab
和C
p,air,amb
则是二者对应的空气比热；和的和为混合后的总的空气质量流量量的计算方式如下：
其中，γ
cycle
代表旧风在混合风中所占的循环比例，ρ
air,cab
代表旧风的密度，ρ
air,amb
代表新风的密度，V
air
代表混合风门的进风总量，其大小受风扇转速影响；S13、冷凝器建模：S13、冷凝器建模：S13、冷凝器建模：假定空调系统制冷剂在整个制冷循环管路中没有泄露，则系统中总的制冷剂的质量保持不变，则蒸发器和冷凝器中制冷剂总的质量视为常数，故有：其中，ρ
lc
为冷凝器中液体制冷剂的密度，h
lgc
为冷凝器中制冷剂的气化潜热，A
c
为冷凝器的扁管微通道总的截面积，为冷凝器两相区的平均空隙率，h
gc
、h
lc
和h
ic
分别表示在当前压力下冷凝器中气体、液体以及进口制冷剂的比焓值，a
ic
是两相区中冷凝器内壁与制冷剂间的换热系数，D
ic
冷凝器扁管内部的直径，T
wc
为冷凝器壁面温度，T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，谢翌，李亚敏，张扬军，李夔宁，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：