[发明专利]一种内外层嵌套的ECMS多目标双层优化方法

摘要

本发明公开了一种内外层嵌套的ECMS多目标双层优化方法，按如下步骤进行：建立插电式混合动力汽车的多目标优化模型；利用所述内外层嵌套多目标粒子群算法求解所述多目标优化模型，得到多目标优化的Pareto解集前沿；对等效百公里油耗和SOC终值与目标值偏差的变化范围进行加权处理，建立关于等效百公里油耗和SOC偏差的总评价函数，选出最优的充、放电等效因子和其相对应的发动机与电机的功率分配方式。本发明可使得插电式混合动力汽车在CS阶段合理分配发动机和电机的输出功率以尽可能的降低燃油消耗量，同时仍能有效保持电池SOC的平衡，从而提高整车燃油经济性。

主权项

1.一种内外层嵌套的ECMS多目标双层优化方法，其特征在于：按如下步骤进行：步骤1、建立插电式混合动力汽车的多目标优化模型；步骤1.1、根据插电式混合动力汽车整车参数，建立整车纵向动力学模型；步骤1.2、根据发动机稳态测试数据和参数，建立包含扭矩计算模块和燃油消耗计算模块两个子模块的发动机模型；步骤1.3、根据ISG电机稳态测试数据和参数，建立包含扭矩计算模块、驱动模式电流计算模块和发电模式电流计算模块三个子模块的ISG电机模型；步骤1.4、根据电池测试数据和参数，建立电池内阻‑开路模型，主要包括电池温度计算模块、电池开路电压及内阻计算模块、SOC估计模块；步骤1.5、建立无级变速器模型，主要包括速比计算模块；步骤1.6、建立基于PID控制的驾驶员模型，主要根据车辆需求车速和实际车速的偏差控制加速踏板和制动踏板的大小，使得行驶车速跟随目标车速；步骤1.7、建立ECMS模型；步骤1.8、建立如式(1)所示的考虑整车燃油经济性和电池SOC保持性能的ECMS的多目标优化模型；式(1)中，x_i为外层设计变量，为x_i变化范围的最小值，为x_i变化范围的最大值，D为外层设计变量的维度，X＝[x₁,x₂,...,x_D]^T为外层设计向量，y_j为内层设计变量，为y_j变化范围的最小值，为y_j变化范围的最大值，d为内层设计变量的维度，Y＝[y₁,y₂,…,y_d]^T为内层设计向量，f₁(X,Y)为等效百公里油耗，f₂(X,Y)为电池SOC终止值与目标值偏差；步骤2、利用所述内外层嵌套多目标双层优化方法求解所述多目标优化模型，得到多目标优化的Pareto解集前沿；步骤3、通过对所述等效百公里油耗和电池SOC偏差的变化范围进行加权，建立关于等效百公里油耗和SOC偏差的总评价函数，从而根据所述评价函数从所述Pareto解集前沿中选出最优的充、放电等效因子及其该等效因子下发动机和电机的最优功率分配方式。