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专利号: 2022112012606
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,确定整车参数:

根据车型定位与整车动力性和经济性指标初步确定汽车整车参数;

步骤2,驱动电机选型:

根据汽车动力性指标要求,计算电机的峰值功率;

步骤3,计算减速器传动比:

根据车辆最高设计车速和一定车速下的最大爬坡度要求,计算减速器传动比区间;

步骤4,确定设计变量:

选择设计变量,如果设计变量有多个,则需确定设计变量的所有排列组合;

步骤5,设定评价维度:

选择整车动力性和经济性指标,并根据设计要求给性能指标赋予权重;

步骤6,整车仿真模型构建与计算:

采用AVLCruise构建整车零部件模型及整车模型,基于Simulink搭建整车的控制策略,最后在AVLCruise中完成计算任务设定、计算结果后处理;

步骤7,提取整车仿真模型在不同设计变量下的动力性和经济性指标结果;

步骤8,设定评价指标及其阈值:

设置整车动力性和经济性性能指标阈值;

步骤9,计算复合权重:

采用基于熵权和权重相结合的方法,计算性能指标的复合权重,并对整车仿真结果进行定量分析和计算;

步骤10,整车综合性能评价:

根据步骤9计算得到整车综合性能矩阵,采用最大隶属度原则,获得在不同设计参数下整车综合性能等级,定量分析和计算得到车辆在设计参数下的最优匹配方案。

2.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤1中整车参数包括整备质量、满载质量、迎风面积、风阻系数、滚动阻尼系数、总速比、机械传动效率、轴距和轮胎尺寸。

3.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤1中所述整车动力性和经济性指标包括百公里加速时间、40km/h到80km/h加速时间、

80km/h到120km/h加速时间、最高车速、最大爬坡度和百公里电耗,其权重分别为20%、5%、

5%、20%、20%和30%。

4.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤2中电机的峰值功率应满足:Pmax≥max(Pmax1,Pmax2,Pmax3)   (1)式中,Pmax为电机的峰值功率,Pmax1、Pmax2和Pmax3分别为最高车速、最大爬坡性能、加速性能所需功率;

汽车以最高车速Uamax在良好路面上行驶时,受滚动阻力和空气阻力作用,其功率平衡方程式为:式中,ηT为传动效率,m为整备质量,g为重力加速度,f为滚阻系数,CD为风阻系数,A为迎风面积;

汽车以某一恒定车速在良好路面上爬上最大爬坡度,且在爬坡过程中保持匀速,无加速阻力的影响,其功率平衡方程式为:式中,α为爬坡角度,ui为爬坡车速;

电动汽车原地起步加速过程需求功率经验公式:式中,δ为旋转质量换算系数,u100为车速,t100为百公里加速时间,dt为设计过程的迭代步长。

5.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤3中车辆减速器传动比上限计算公式:车辆减速器传动比下限计算公式:

式中,Tmax为对应车速下电机输出最大扭矩,r为轮胎半径,ig为变速器传动比,io为主减速器转动比,nmax为电机最高转速。

6.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述AVL Cruise整车模型包括整车框架、电驱动总成、控制策略及整车Data Bus信号连接;

整车仿真模型计算采用AVLCruise批量计算方法。

7.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤7中设计变量为多个变量组合时,需要计算的模型数量为变量的排列组合数;

如设计变量个数为n1,每个设计变量候选值数目为n2,则总的排列组合数为

8.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤8的具体过程为:选择百公里加速时间A1、从40km/h加速到80km/h所用时间A2、80km/h加速到120km/h所用时间A3、最大爬坡度A4、最高车速A5及百公里电耗A6作为车辆动力性和经济性指标;

整车性能矩阵表示为:

T=[A1,A2,A3,A4,A5,A6]   (7)根据新能源汽车整车性能数据,将整车各性能指标分为五个级别,分别为:很低Vvl、低Vl、一般Vn、高Vh及很高Vvh,选择六个性能指标在不同级别下的阈值。

9.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤9的具体过程为:对于一个由五个状态和六个性能指标组成的多状态系统,性能指标矩阵为:Y=[yij]6×5,则第j个指标的信息熵计算公式为:式中, pij表示在第j项指标下第i种状态指标的比重,其计算公式为第j项指标的熵权wHj表示为:

熵权矩阵WH可由方程(9)计算获得:

WH=[wH1,wH2,wH3,wH4,wH5]   (10)工程权重为:

WZ=[wZ1,wZ2,wZ3,wZ4,wZ5]   (11)综合熵权矩阵和工程权重,复合权重矩阵W计算公式为:W=[w1,w2,w3,w4,w5]   (11)其中,

10.根据权利要求1所述一种新能源汽车电驱动系统参数匹配方法,其特征在于,所述步骤10的具体过程为:对有六个性能指标矩阵可表示为:

X=[X1,X2,…,X6]   (12)车辆综合性能状态分为五个不同性能等级,由低到高分别为Vvl、Vl、Vn、Vh和Vvh,矩阵表示为:Vlevel=[Vvl,Vl,Vn,Vh,Vvh]   (13)为了真实地获得单因素性能集,采用三角模糊数和半梯形模糊数分析初始性能指标矩阵,第k个设计方案的性能集的计算公式为:式中, 表示隶属关系,是性能指标体系X中因素Xi关于Vlevel中性能等级Vj的隶属关系,隶属关系 通过下式计算获得:综合单因素性能矩阵和复合权重,得到整车综合性能等级矩阵,如下式(16)所示:其中, 为模糊算子,k=1,2,…,5。