一種插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)及方法，第一用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于參數(shù)選型的功能層，第二用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于性能分析的功能層；用于參數(shù)選型的功能層接收到第一用戶層接受的參數(shù)后確定待選型部件參數(shù)的可行取值范圍，然后根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式；用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)導(dǎo)入核心層；功能層在確定優(yōu)化方式后，調(diào)用核心層的整車仿真模型及控制策略進(jìn)行仿真，將最終結(jié)果傳遞到對(duì)應(yīng)的用戶層予以顯示。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成關(guān)鍵部件的參數(shù)選型和優(yōu)化、整車性能的分析預(yù)測。
【專利說明】一種插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源汽車整車仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，世界石油市場價(jià)格波動(dòng)劇烈，各國政府紛紛調(diào)整本國的能源策略，加之汽車尾氣排放造成了城市空氣的嚴(yán)重污染，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家對(duì)能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的重視日益提高，國內(nèi)外正在興起一場電動(dòng)車的研究開發(fā)熱潮。
[0003]插電式混合動(dòng)力客車兼具混合動(dòng)力客車和純電動(dòng)客車的特點(diǎn)，它與純電動(dòng)客車同樣有著電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的工作模式，完全可以滿足客車低速大扭矩和高速行駛的要求。其能量來源不僅來自于外充電也可以來自于發(fā)電機(jī)組。插電式混合動(dòng)力客車可以根據(jù)不同運(yùn)營環(huán)境選擇純電動(dòng)、插電式、混合動(dòng)力等多種工作模式，達(dá)到明顯的節(jié)能減排效果，是由混合動(dòng)力客車向純電動(dòng)客車過渡的最佳產(chǎn)品。2008年，科技部在^一五”863計(jì)劃中設(shè)立插電式混合動(dòng)力客車研發(fā)課題，2011年，國家發(fā)改委設(shè)立插電式混合動(dòng)力機(jī)電耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)專項(xiàng)，支持插電式混合動(dòng)力機(jī)電耦合系統(tǒng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。2010年起，國家有關(guān)部門將混合動(dòng)力客車列為節(jié)能型客車，而將插電式混合動(dòng)力客車和純電動(dòng)客車列為新能源客車，并且在十二五期間加大支持力度。但是目前還沒有一款機(jī)電耦合系統(tǒng)完全適用于插電式混合動(dòng)力客車使用，制約了插電式混合動(dòng)力客車的產(chǎn)業(yè)化推廣工作。公司結(jié)合十一五863計(jì)劃——插電式混合動(dòng)力客車整車開發(fā)課題的實(shí)施，開發(fā)了一種新型的插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)，通過matlab建立整車的仿真模型，對(duì)插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的開發(fā)提供輔助，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成關(guān)鍵部件的參數(shù)選型和優(yōu)化、整車性能的分析預(yù)測的目標(biāo)。本系統(tǒng)的開發(fā)將極大地提高插電式混合動(dòng)力的開發(fā)成功率，有力促進(jìn)插電式混合動(dòng)力客車技術(shù)發(fā)展，為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
[0004]目前對(duì)于整車的仿真系統(tǒng)，較多的是通用性技術(shù)，例如AVL CRUISE等，此部分仿真軟件大多是基礎(chǔ)軟件，開發(fā)所有車輛都可以運(yùn)用，重點(diǎn)偏向于小型汽車，但是其針對(duì)性較差，仿真內(nèi)容是有局限性的，控制策略的集成修改是有難度，尤其是插電式混合動(dòng)力客車其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方式目前較為復(fù)雜，控制策略國際上都在處于研究提升階段，因此對(duì)于通用性軟件很難搭建完整的針對(duì)性的系統(tǒng)，因此需要針對(duì)性開發(fā)一個(gè)插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)的完成，可以仿真插電式混合動(dòng)力客車的整車系統(tǒng)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，極大地方便了客車行業(yè)技術(shù)人員對(duì)于新能源客車產(chǎn)品的開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了一種插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)主要針對(duì)插電式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的開發(fā)提供輔助，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成關(guān)鍵部件的參數(shù)選型和優(yōu)化、整車性能的分析預(yù)測，并構(gòu)建友好的用戶界面。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:[0007]—種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一:第一用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于參數(shù)選型的功能層，第二用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于性能分析的功能層；
[0009]步驟二:用于參數(shù)選型的功能層接收到第一用戶層接受的參數(shù)后確定待選型部件參數(shù)的可行取值范圍，然后根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式；用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)導(dǎo)入核心層；
[0010]步驟三:功能層在確定優(yōu)化方式后，調(diào)用核心層的整車仿真模型及控制策略進(jìn)行仿真，將最終結(jié)果傳遞到對(duì)應(yīng)的用戶層予以顯示。
[0011]所述第一用戶層接收的參數(shù)包括設(shè)置的性能指標(biāo)、確定的待選型部件、已經(jīng)設(shè)定的參數(shù)及設(shè)置的尋優(yōu)目標(biāo)及工況，所述第二用戶層接受的參數(shù)包括設(shè)置的部件參數(shù)、設(shè)置的工況參數(shù)及設(shè)置的策略參數(shù)。
[0012]所述用于參數(shù)選型的功能層根據(jù)用戶設(shè)定的設(shè)計(jì)要求、基本參數(shù)、尋優(yōu)工況和尋優(yōu)算法，在現(xiàn)有部件組合中尋取最優(yōu)組合方案或?yàn)橛脩籼峁┳顑?yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)，近而滿足為用戶部件選型提供參考性建議的功能需求；
[0013]所述用于性能分析的功能層對(duì)已定型方案或現(xiàn)有的組合方案，按照用戶設(shè)定的控制策略在規(guī)定的循環(huán)工況下進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析，從經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性方面對(duì)整車性能做出相應(yīng)分析預(yù)測，實(shí)現(xiàn)為用戶對(duì)整車匹配方案做出評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
[0014]所述步驟二中，根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式，具體為，當(dāng)用戶并確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇仿真實(shí)驗(yàn)法方案對(duì)比方式，檢索數(shù)據(jù)庫中滿足可行范圍條件的部件型號(hào)，不同型號(hào)部件組合形成多種可能方案，調(diào)用整車仿真模型依次計(jì)算各方案下的整車性能，比較選出最優(yōu)方案；
[0015]當(dāng)用戶并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇遺傳算法優(yōu)化方式，以可行的取值范圍作為待優(yōu)化變量的限定范圍，調(diào)用遺傳算法優(yōu)化參數(shù)取值，遺傳算法需調(diào)用整車仿真模型計(jì)算適應(yīng)度，在用戶層輸出參數(shù)的最優(yōu)取值及整車性能結(jié)果。
[0016]所述用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)調(diào)用整車仿真模型計(jì)算整車性能，在用戶層輸出主要性能結(jié)果及關(guān)鍵部件的狀態(tài)曲線。
[0017]所述整車仿真模型用于計(jì)算一定循環(huán)工況下，整車的能耗和排放，同時(shí)也用于整車的動(dòng)力性能計(jì)算，所述模型采用從工況到動(dòng)力源的逆向仿真為主的仿真形式，即仿真時(shí)直接以循環(huán)工況作為輸入，計(jì)算整車車速和加速度，再依次逆動(dòng)力傳遞方向計(jì)算出各環(huán)節(jié)所需提供的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率，進(jìn)而得到整車的能耗和排放，同時(shí)，模型還需結(jié)合一定的正向仿真，正向計(jì)算整車的實(shí)際狀態(tài)，以表征整車的動(dòng)力性能。
[0018]所述控制策略包括上層邏輯、中層邏輯及底層邏輯，上層邏輯指的是總體的控制思想、流程和算法，主要有能量分配策略、制動(dòng)回收策略和換擋策略，解決的是各個(gè)部件應(yīng)該在什么樣的工作點(diǎn)下才是最優(yōu)的，中層邏輯是為了實(shí)現(xiàn)上層邏輯對(duì)各部件工作點(diǎn)的設(shè)定，而對(duì)各個(gè)動(dòng)力環(huán)節(jié)、動(dòng)力過程間進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的方式，底層邏輯則是各個(gè)部件本身的控制方法。
[0019]一種插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)，包括第一用戶層、第二用戶層，用于性能分析的功能層、用于參數(shù)選型的功能層及核心層；
[0020]所述第一用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于參數(shù)選型的功能層，第二用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于性能分析的功能層；
[0021]所述用于參數(shù)選型的功能層接收到第一用戶層接受的參數(shù)后確定待選型部件參數(shù)的可行取值范圍，然后根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式；用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)導(dǎo)入核心層；
[0022]所述核心層存儲(chǔ)有整車仿真模型及控制策略，用于性能分析的功能層、用于參數(shù)選型的功能層調(diào)用核心層的整車仿真模型及控制策略并將最終結(jié)果傳遞到對(duì)應(yīng)的用戶層予以顯示。
[0023]所述第一用戶層接收的參數(shù)包括設(shè)置的性能指標(biāo)、確定的待選型部件、已經(jīng)設(shè)定的參數(shù)及設(shè)置的尋優(yōu)目標(biāo)及工況，所述第二用戶層接受的參數(shù)包括設(shè)置的部件參數(shù)、設(shè)置的工況參數(shù)及設(shè)置的策略參數(shù)。
[0024]所述用于參數(shù)選型的功能層根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式，具體為，當(dāng)用戶并確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇仿真實(shí)驗(yàn)法方案對(duì)比方式，檢索數(shù)據(jù)庫中滿足可行范圍條件的部件型號(hào)，不同型號(hào)部件組合形成多種可能方案，調(diào)用整車仿真模型依次計(jì)算各方案下的整車性能，比較選出最優(yōu)方案；
[0025]當(dāng)用戶并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇遺傳算法優(yōu)化方式，以可行的取值范圍作為待優(yōu)化變量的限定范圍，調(diào)用遺傳算法優(yōu)化參數(shù)取值，遺傳算法需調(diào)用整車仿真模型計(jì)算適應(yīng)度，適應(yīng)度，即在可行的參數(shù)取值范圍內(nèi)，在該范圍內(nèi)計(jì)算出所有參數(shù)組合的整車性能結(jié)果，計(jì)算結(jié)果的動(dòng)力性能指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)分別與設(shè)定目標(biāo)值的比值，這兩個(gè)比值分別加權(quán)函數(shù)，再計(jì)算出最終的一個(gè)適應(yīng)度值，按照最大值原則的選取，從而反向選擇出對(duì)應(yīng)整車性能最優(yōu)的參數(shù)取值，在用戶層輸出參數(shù)的最優(yōu)取值及整車性能結(jié)果。
[0026]所述用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)調(diào)用整車仿真模型計(jì)算整車性能，在用戶層輸出主要性能結(jié)果及關(guān)鍵部件的狀態(tài)曲線。
[0027]所述整車仿真模型用于計(jì)算一定循環(huán)工況下，整車的能耗和排放，同時(shí)也用于整車的動(dòng)力性能計(jì)算，所述模型采用從工況到動(dòng)力源的逆向仿真為主的仿真形式，即仿真時(shí)直接以循環(huán)工況作為輸入，計(jì)算整車車速和加速度，再依次逆動(dòng)力傳遞方向計(jì)算出各環(huán)節(jié)所需提供的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率，進(jìn)而得到整車的能耗和排放，同時(shí)，模型還需結(jié)合一定的正向仿真，正向計(jì)算整車的實(shí)際狀態(tài)，以表征整車的動(dòng)力性能。
[0028]本系統(tǒng)所要開發(fā)的插電式并聯(lián)混合動(dòng)力車型的結(jié)構(gòu)形式——同軸并聯(lián)混合形式，控制策略中，上層邏輯指的是總體的控制思想、流程和算法，主要有能量分配策略、制動(dòng)回收策略和換擋策略，其解決的是各個(gè)部件應(yīng)該在什么樣的工作點(diǎn)下才是最優(yōu)的，例如能量分配策略就是根據(jù)整車當(dāng)前的狀態(tài)和工況需求，決定發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)各自應(yīng)該工作在什么工作模式下，有什么樣的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速輸出；中層邏輯是為了實(shí)現(xiàn)上層邏輯對(duì)各部件工作點(diǎn)的設(shè)定，而對(duì)各個(gè)動(dòng)力環(huán)節(jié)、動(dòng)力過程間進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的方式，例如當(dāng)電機(jī)起步完畢后，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出如何加入，電機(jī)的動(dòng)力輸出如何退出，離合器如何動(dòng)作等等；底層邏輯則是各個(gè)部件本身的控制方法，例如如何控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等。對(duì)于中層邏輯，各部件之間的配合，尤其各動(dòng)力源之間的動(dòng)力切換方式，對(duì)仿真有著重要影響。盡管其對(duì)最終的燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性等的影響可能不大，但仿真時(shí)動(dòng)態(tài)過程的處理，關(guān)系到仿真的合理性、準(zhǔn)確性和可驗(yàn)證性。因此，插電式并聯(lián)混合動(dòng)力仿真系統(tǒng)需要針對(duì)實(shí)際同軸并聯(lián)混合動(dòng)力的部件協(xié)調(diào)控制方式，建立對(duì)應(yīng)的協(xié)調(diào)控制邏輯，應(yīng)用于仿真模型，主要是起步、換擋過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、離合器、變速箱之間的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)。于仿真模型來說，諸如電機(jī)如何實(shí)現(xiàn)一定轉(zhuǎn)矩、變速器的選換擋機(jī)構(gòu)如何動(dòng)作等是無關(guān)緊要的一它并不影響整車性能的仿真(當(dāng)然，底層控制能夠做到什么樣的程度會(huì)關(guān)系到中上層邏輯的設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)在模型中并不直接體現(xiàn))，模型也不可能建立復(fù)雜的底層控制邏輯來進(jìn)行仿真。因而可以認(rèn)為，仿真模型中，電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、電池充放電電流的控制、變速箱的選換擋動(dòng)作等都是自然實(shí)現(xiàn)的，以當(dāng)前控制技術(shù)水平允許的方式自然實(shí)現(xiàn)的。
[0029]參數(shù)選型功能可以進(jìn)一步細(xì)分為:參數(shù)可行取值范圍計(jì)算、采用仿真實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行匹配方案對(duì)比和算法參數(shù)優(yōu)化。本系統(tǒng)具備新能源汽車所有的關(guān)鍵零部件的參數(shù)可行取值范圍計(jì)算模塊，直接計(jì)算出響應(yīng)對(duì)應(yīng)參數(shù)值范圍，然后根根據(jù)參數(shù)的可行取值范圍，結(jié)合實(shí)際可以獲得的部件參數(shù)種類，用戶可以確定所要選型部件的幾種參數(shù)選擇，再仿真實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行匹配方案對(duì)比。本系統(tǒng)還針對(duì)某些用戶并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況，提出了一種基于遺傳算法的參數(shù)優(yōu)化方法從參數(shù)可行取值范圍中自行計(jì)算得出優(yōu)化匹配方案。
[0030]系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，主要根據(jù)日常生產(chǎn)和產(chǎn)品研發(fā)需要，擁有相關(guān)權(quán)限的用戶通過對(duì)相關(guān)部件數(shù)據(jù)文件進(jìn)行添加、創(chuàng)建和刪除操作，達(dá)到為參數(shù)選型和性能分析提供相關(guān)的數(shù)據(jù)支持的開發(fā)目的。
[0031]本發(fā)明的有益效果:
[0032]本發(fā)明用戶層，負(fù)責(zé)接收用戶的輸入，將用戶設(shè)定的參數(shù)導(dǎo)入功能層和核心層；中間的功能層調(diào)用核心層中的仿真模型、邏輯和相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)一步分析計(jì)算，完成系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，并將最終結(jié)果傳遞到用戶層予以顯示。還針對(duì)某些用戶并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況，提出了一種基于遺傳算法的參數(shù)優(yōu)化方法從參數(shù)可行取值范圍中自行計(jì)算得出優(yōu)化匹配方案。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力總成關(guān)鍵部件的參數(shù)選型和優(yōu)化、整車性能的分析預(yù)測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)總體系統(tǒng)構(gòu)架圖；
[0034]圖2是插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)仿真模型的整體構(gòu)架圖；
[0035]圖3是插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)參數(shù)選型方向模塊流程圖；
[0036]圖4是插電式混合動(dòng)力客車仿真系統(tǒng)性能分析方向模塊流程圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0037]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0038]如圖1所示，本系統(tǒng)架構(gòu)整體由核心層、功能層和用戶層三個(gè)層級(jí)組成，最外層為用戶層，負(fù)責(zé)接收用戶的輸入，將用戶設(shè)定的參數(shù)導(dǎo)入功能層和核心層；中間的功能層調(diào)用核心層中的仿真模型、邏輯和相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)一步分析計(jì)算，完成系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，并將最終結(jié)果傳遞到用戶層予以顯示。本系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)前面所列的目標(biāo)，需要具備雙向功能，即正逆向仿真能力。逆向式仿真用于整車性能的評(píng)估計(jì)算仿真時(shí)直接以循環(huán)工況作為輸入，計(jì)算整車車速和加速度，再依次逆動(dòng)力傳遞方向計(jì)算出各環(huán)節(jié)所需提供的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率，進(jìn)而得到整車的能耗和排放。正向仿真，根據(jù)正向計(jì)算整車的實(shí)際狀態(tài)，以表征整車的動(dòng)力性能。
[0039]核心模型設(shè)計(jì):根據(jù)概要設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)的劃分，整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)主要分為以下四個(gè)部分:模型搭建、策略設(shè)計(jì)(邏輯)、功能實(shí)現(xiàn)和用戶界面的設(shè)計(jì)。
[0040]仿真模型的整體架構(gòu)如圖2所示，上部分虛線框內(nèi)為逆向仿真過程，其中vt’為每一仿真步長末由循環(huán)工況給定的目標(biāo)車速，V0為步長初始的整車實(shí)際車速，vd, ad為需求車速和加速度，Td, Nd為需求動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)提出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速需求，Tice d, Nicej為能量管理策略向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速需求指令，Tm d, Nm d為向電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速指令，Tb d為向機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的需求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；下部分虛線框內(nèi)為正向仿真過程，Tire a，Nira a為發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，Tffl a, Nm a為電機(jī)實(shí)際提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，Ta, Na為經(jīng)過轉(zhuǎn)矩耦合后，實(shí)際提供給動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，Tb a為實(shí)際機(jī)械制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Va為仿真步長末的實(shí)際車速；此外正向過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)等模型都考慮了一定的動(dòng)態(tài)特性，以使模型更加符合實(shí)際為步長初始的變速箱擋位，kt為步長末，經(jīng)過換擋策略決定的擋位。
[0041]控制策略:策略設(shè)計(jì)分為三個(gè)層次，上層、中層、下層，其中下層控制策略不涉及仿真過程，本系統(tǒng)不做詳細(xì)設(shè)計(jì)。上層策略包括能量管理策略和換擋策略，其中能量管理策略包括驅(qū)動(dòng)能量分配策略和制動(dòng)能量回收策略；換擋策略為考慮了車速、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度的二參數(shù)換擋策略。能量管理策略是提高混合動(dòng)力系統(tǒng)效率的核心算法，其作用就是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的協(xié)調(diào)工作，合理的對(duì)兩者之間的輸出扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)分配調(diào)節(jié)。電池SOC值是設(shè)計(jì)能量分配策略所需的一個(gè)重要變量，針對(duì)傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略通過電池充放電使SOC恒定在一個(gè)值附近。而插電式混合動(dòng)力汽車與混合動(dòng)力汽車又有很大的區(qū)別，作為深度混合動(dòng)力的代表，插電式混合動(dòng)力由于電能可以通過外接充電的方式儲(chǔ)存在動(dòng)力電池里，在設(shè)計(jì)控制策略時(shí)就更應(yīng)該考慮將電能作為被消耗的首選能源，也就是盡可能的多使用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)客車行駛，當(dāng)SOC下降到SOC下限時(shí)或者電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩不能滿足駕駛員需求時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才提供驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。能量分配策略將其設(shè)置為兩種類型帶主動(dòng)充電類型和非主動(dòng)充電類型，這兩種類型的選擇需要在用戶層上通過按鈕來實(shí)現(xiàn)；制動(dòng)能量回收策略制動(dòng)過程分兩種情況，一種是踩踏板制動(dòng)，另一種是不踩踏板滑行制動(dòng)，滑行制動(dòng)只需考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速是否大于預(yù)設(shè)定的門限值Nmtrt」，電機(jī)轉(zhuǎn)速大于Nmtrt i，采用電機(jī)再生制動(dòng)，否則采用機(jī)械制動(dòng)；換檔規(guī)律是車輛兩檔間自動(dòng)換檔時(shí)刻隨控制參數(shù)變化的規(guī)律。常用的控制參數(shù)一般包括加速踏板開度、車速、車輛加速度，另外還有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、車輛負(fù)荷度、質(zhì)量系數(shù)等。根據(jù)控制參數(shù)的不同，換檔規(guī)律可以分為單參數(shù)、兩參數(shù)和三參數(shù)換檔規(guī)律。該系統(tǒng)中所使用的換擋策略為二參數(shù)換擋策略。兩參數(shù)換檔規(guī)律包括動(dòng)力性換檔規(guī)律和經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律，選用的參數(shù)是車速和節(jié)氣門開度。在兩參數(shù)換檔規(guī)律中，假設(shè)換檔前后車輛道路環(huán)境、車速、節(jié)氣門開度均不變，車輛處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，因此換檔前后車輛阻轉(zhuǎn)矩不變。另夕卜，還應(yīng)考慮到混合動(dòng)力汽車中動(dòng)力源輸出轉(zhuǎn)矩特性的不同，因此本系統(tǒng)換擋策略中包含三種驅(qū)動(dòng)模式的二參數(shù)換擋策略，分別是發(fā)動(dòng)機(jī)模式、電動(dòng)機(jī)模式和混合驅(qū)動(dòng)模式，每種模式分別考慮動(dòng)力性換擋、經(jīng)濟(jì)性換擋和動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性兩者兼顧的換擋策略；主要控制策略完成后，加上上層信號(hào)的輸出以及空調(diào)開啟關(guān)閉的控制，然后進(jìn)行封裝，方便后期調(diào)用。中層協(xié)調(diào)控制模塊首先接收整車狀態(tài)信號(hào)和上層策略決定的發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)轉(zhuǎn)矩信號(hào)、升降擋信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)狀態(tài)和是否進(jìn)行換擋保持，之后再判定處在換擋的哪個(gè)階段，主要分為在擋、降扭、換擋動(dòng)作執(zhí)行、電機(jī)調(diào)速、同步，再根據(jù)具體的換擋階段判定離合器的狀態(tài)和相應(yīng)的扭矩傳遞特性，最后綜合之前這些狀態(tài)，確定最終的發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求；總體來說有4種整車狀態(tài):起步、加速(包括勻速)、減速、減速至怠速轉(zhuǎn)速以下乃至停車；主要根據(jù)上一時(shí)刻末整車狀態(tài)、當(dāng)前車速和目標(biāo)車速進(jìn)行判定。
[0042]正向仿真:對(duì)于整車經(jīng)濟(jì)性分析，在設(shè)定完部件參數(shù)、工況參數(shù)和策略參數(shù)后，功能層調(diào)用模型進(jìn)行仿真，即可較為直接地得到結(jié)果。
[0043]逆行仿真:對(duì)于動(dòng)力性的計(jì)算，模型調(diào)用的流程和經(jīng)濟(jì)性相似。和經(jīng)濟(jì)性能不同的是，經(jīng)濟(jì)性是特定工況、特定策略下的特定結(jié)果，而動(dòng)力性通常表征是整車的極限動(dòng)力性能。待選型的部件參數(shù)為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大扭矩、電機(jī)最大功率和最大扭矩、主減速t匕、變速器最大與最小速比和動(dòng)力電池容量等相關(guān)參數(shù)，此部分參數(shù)主要是根據(jù)目前已有的部件參數(shù)范圍和動(dòng)力學(xué)計(jì)算得到的。根據(jù)參數(shù)的可行取值范圍，結(jié)合實(shí)際可以獲得的部件參數(shù)種類，用戶可以確定所要選型部件的幾種參數(shù)選擇，然后采用窮舉法，對(duì)每一種參數(shù)組合下的整車性能進(jìn)行仿真，自動(dòng)篩選出最優(yōu)的參數(shù)組合。此時(shí)并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合，而只能依賴于參數(shù)優(yōu)化功能給出最優(yōu)值。這就要求系統(tǒng)能夠根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，從參數(shù)可行取值范圍中自行計(jì)算得出優(yōu)化值推薦給用戶。由于遺傳算法對(duì)于優(yōu)化對(duì)象的結(jié)構(gòu)和初始條件要求低，可以在較大空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)，較為適合解決有約束非線性多目標(biāo)的混合動(dòng)力參數(shù)優(yōu)化問題，因而系統(tǒng)采用基于遺傳算法實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化求解。對(duì)于窮舉過程，系統(tǒng)中，各個(gè)待選型部件都有其各自對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，其中以m文件或mat文件形式存放著某種部件多種型號(hào)的參數(shù)。在進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化之前，系統(tǒng)會(huì)遍歷各個(gè)待選型部件所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中所有m文件和mat文件，將各個(gè)數(shù)據(jù)庫中多種型號(hào)對(duì)應(yīng)的參數(shù)文件名顯示在optimizing界面,并將所有滿足各個(gè)待選型部件所對(duì)應(yīng)的參數(shù)可行值范圍的型號(hào)推薦給用戶，其方法和過程是在judge, m文件中具體實(shí)現(xiàn)的。然后，用戶可以根據(jù)實(shí)際可以獲得的部件型號(hào)，在系統(tǒng)推薦型號(hào)的基礎(chǔ)上，自主的添加或取消某幾款型號(hào)，最后系統(tǒng)將各個(gè)部件中需要參與方案比對(duì)的某些型號(hào)全部保存到其各自對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體中，為方案比對(duì)做準(zhǔn)備，其方法和過程是在judge_and_select.m文件中具體實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于最優(yōu)匹配方案,用戶可以自主選擇某一或某幾種部件進(jìn)行優(yōu)化，其余不需優(yōu)化的部件其型號(hào)也由用戶指定；系統(tǒng)提供三種尋優(yōu)方式:基于經(jīng)濟(jì)性尋優(yōu)、基于動(dòng)力性尋優(yōu)和基于綜合性能尋優(yōu)，用戶可自主選擇其中一種；用戶可自主設(shè)定種群規(guī)模大小和優(yōu)化代數(shù)，理論上在一定范圍內(nèi)種群規(guī)模越大優(yōu)化代數(shù)越多，優(yōu)化的效果越好，但是所用時(shí)間也越長，給出優(yōu)化效果較好的種群規(guī)模大小和優(yōu)化代數(shù)范圍。
[0044]具體的仿真過程如下:
[0045](I)參數(shù)選型方向如圖3所示。
[0046]參數(shù)輸入界面，主要包括設(shè)計(jì)要求和參數(shù)設(shè)置兩部分內(nèi)容。其中設(shè)計(jì)要求主要是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)以及混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)情況下，對(duì)車輛最高車速、最大加速度、O到50公里加速時(shí)間、最大爬坡度等參數(shù)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)置，以作為系統(tǒng)參數(shù)選型件及部件優(yōu)化的約束條件。參數(shù)設(shè)置部分主要是輸入整車的一些常規(guī)參數(shù)，像車長、軸距、質(zhì)心高度、迎風(fēng)面積、空載質(zhì)量等等，以便后續(xù)的部件選型和參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用。
[0047]選定推薦設(shè)置界面的作用是對(duì)已型的部件和待選型部件進(jìn)行設(shè)置。用戶可以通過此界面選定某一個(gè)或多個(gè)部件由系統(tǒng)推薦，未被選定的部件需要用戶在對(duì)應(yīng)部件下拉列表中選定其型號(hào)。對(duì)于用戶設(shè)置為系統(tǒng)推薦的部件，用戶將不能啟用該部件的下拉列表框?qū)ζ洳考M(jìn)行設(shè)置，此時(shí)該部件相關(guān)性能參數(shù)的顯示框?qū)@示出“系統(tǒng)推薦”的提示。對(duì)于未被設(shè)置為系統(tǒng)推薦的部件，用戶可以通過其下拉列表框選出已選定的部件型號(hào)，同時(shí)該部件的相關(guān)參數(shù)將通過對(duì)應(yīng)的顯示框顯示出對(duì)應(yīng)的數(shù)值，以便用戶對(duì)已選定部件的相關(guān)性能有個(gè)大體的了解；如果用戶不對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)將讀取默認(rèn)設(shè)置，將列表中的第一個(gè)部件作為已定型部件參與參數(shù)選型運(yùn)算。
[0048]推薦結(jié)果顯示的作用就是將參數(shù)初選程序運(yùn)算所得到的部件參數(shù)范圍顯示給用戶，使用戶對(duì)待選型部件的參數(shù)范圍有一直觀了解。進(jìn)入該界面，設(shè)置界面居中顯示以后便通過updatedata函數(shù)對(duì)整個(gè)界面的文本顯示框?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)更新。對(duì)于之前用戶已定型的部件，系統(tǒng)會(huì)將其參數(shù)選擇范圍的上下限設(shè)定為已選定部件所對(duì)應(yīng)參量的數(shù)值。例如，如果用戶設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)為系統(tǒng)推薦主減為非系統(tǒng)推薦部件，此界面將會(huì)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求所對(duì)應(yīng)的最大功率的上下限和最大扭矩的上下限。對(duì)于主減，其速比上下限將顯示為同一數(shù)值，且該數(shù)值與用戶已選定主減所對(duì)應(yīng)速比一致。
[0049]優(yōu)化工況設(shè)置界面用于使用戶對(duì)優(yōu)化循環(huán)工況及尋優(yōu)取向進(jìn)行設(shè)置。通過優(yōu)化工況設(shè)置，用戶可以進(jìn)行兩種操作，一是選擇一種數(shù)據(jù)庫已有的工況，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)定尋優(yōu)工況的循環(huán)次數(shù)；二是用戶選擇數(shù)組庫中已有的四種尋優(yōu)工況進(jìn)行自定義組合，并通過設(shè)定工況個(gè)數(shù)產(chǎn)生一條滿足用戶需求的速度時(shí)間曲線。
[0050]優(yōu)化方案設(shè)置界面作用是用來設(shè)置參數(shù)優(yōu)化所采用的算法。目前系統(tǒng)提供的算法有兩種，一種是基于仿真實(shí)驗(yàn)法尋優(yōu)，另一種是基于遺傳算法尋優(yōu)。仿真實(shí)驗(yàn)法的實(shí)現(xiàn)過程是，以參數(shù)初選程序運(yùn)算得到的部件參數(shù)范圍作為限定條件，對(duì)各個(gè)部件所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，篩選出符合設(shè)要求的部件型號(hào)，之后對(duì)已有的符合要求的部件進(jìn)行組合，調(diào)用系統(tǒng)模型進(jìn)行運(yùn)算，通過比較最終篩選出性能最優(yōu)的匹配方案并顯示給用戶。遺傳算法優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)過程是將用戶已定型的部件作為已知參數(shù)，在用戶設(shè)置完遺傳算法的種群規(guī)模和遺傳代數(shù)后，調(diào)用遺傳算法程序和相關(guān)模型，在參數(shù)初選部分得到的部件參數(shù)范圍里尋求最優(yōu)性能參數(shù)，最終顯示給用戶。
[0051]優(yōu)化算法設(shè)置界面，由于系統(tǒng)有兩種優(yōu)化方案可供選擇，而二兩種方法需要設(shè)置和輸出的內(nèi)容不盡相同，因此由優(yōu)化算法設(shè)置界面直至最后，整個(gè)參數(shù)選型部分變?yōu)閮芍А?br> [0052]仿真實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化界面主要用于將仿真實(shí)驗(yàn)法運(yùn)算的到的三種匹配方案結(jié)果顯示給用戶，其中包括一種最優(yōu)方案和兩種次優(yōu)方案。其具體實(shí)現(xiàn)過程，主要通過updatedata函數(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不多加說明。至于輸出結(jié)果，主要包括每個(gè)部件的型號(hào)及其性能參數(shù)數(shù)值。
[0053]方案性能分析界面對(duì)于仿真實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化結(jié)果有:(I)、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，包括百公里油耗、百公里電耗、能耗費(fèi)用、耗材費(fèi)用和總費(fèi)用；(2)、動(dòng)力性能指標(biāo)，包括最高車速、最大爬坡度、0-50公里加速時(shí)間、動(dòng)力性能評(píng)分。(3)、綜合指標(biāo)，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的尋優(yōu)取向(經(jīng)濟(jì)性尋優(yōu)、動(dòng)力性尋優(yōu)、綜合尋優(yōu))給動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性一組權(quán)重系數(shù)，對(duì)整車的綜合性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于遺傳算法的結(jié)果輸出，系統(tǒng)分別對(duì)遺傳算法推薦出來的最優(yōu)解和仿真實(shí)驗(yàn)法得到的最優(yōu)方案進(jìn)行了分析，將參數(shù)選型得到的方案作為比對(duì)基準(zhǔn)，對(duì)遺傳算法得到的方案進(jìn)行打分。使用戶更直觀的看到參數(shù)優(yōu)化所取得的效果。當(dāng)整個(gè)參數(shù)選型運(yùn)行結(jié)束以后，用戶可以通過點(diǎn)擊仿真結(jié)果輸出界面的生成報(bào)告按鈕，將參數(shù)選型所選取的方案及其性能分析結(jié)果以Excel表格的形式存儲(chǔ)起來，用戶可以在此基礎(chǔ)上編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告文檔。[0054](2)性能分析方向如圖4所示。
[0055]參數(shù)輸入界面主要由部件設(shè)置、附件設(shè)置和性能曲線查看三部分組成。部件設(shè)置部分主要包括車輛、發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池、變速箱和車輪各部件的參數(shù)設(shè)置；附件設(shè)置主要是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電氣附件的功率以及對(duì)空調(diào)進(jìn)行設(shè)置，以使仿真結(jié)果更貼近于現(xiàn)實(shí)；性能曲線查看主要是用來對(duì)相關(guān)部件的某些特性曲線進(jìn)行查看，使用戶從圖像上對(duì)部件的性能有個(gè)更加直觀的了解。
[0056]循環(huán)工況設(shè)置內(nèi)容和參數(shù)選型里的優(yōu)化工況一樣，也包含單一循環(huán)工況和組合工況兩種。該界面除了工況設(shè)置以外，設(shè)計(jì)時(shí)還添加了包括電池參數(shù)、加速性能和爬坡性能的相關(guān)設(shè)置。電池參數(shù)設(shè)置主用是為控制策略設(shè)置電池工作時(shí)其SOC值的上、下限以及實(shí)驗(yàn)開始時(shí)電池SOC的初始值。加速性能主要是為加速性能測試設(shè)置其加速初速度和加速末速度，對(duì)于客車一般初末速度分別設(shè)置為O和50。爬坡性能設(shè)置主要設(shè)置的內(nèi)容有平均爬坡速度和路面峰值附著系數(shù)，如果用戶對(duì)某平均車速下車輛的爬坡性能沒有要求，用戶只需將平局爬坡速度設(shè)置為0，系統(tǒng)將默認(rèn)為此狀態(tài)下計(jì)算的是輛的最大爬坡度。
[0057]管理策略設(shè)置界面包括換擋控制策略設(shè)置、能量分配策略設(shè)置。系統(tǒng)目前涵蓋的換擋控制策略有動(dòng)力性換擋、經(jīng)濟(jì)性換擋、兼顧型換擋策略和單參數(shù)換擋策略，其各自對(duì)應(yīng)著相關(guān)的控制程序。設(shè)計(jì)時(shí)，四種換擋策略控件組成一組單選按鈕組，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只能有一種控制策略被選中。能量分配策略有電量耗盡型和電量保持性兩種。另外系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了行車充電和制動(dòng)能量回收功能。為了使仿真更貼近實(shí)際，界面還設(shè)計(jì)了用于經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的市場油價(jià)、電價(jià)進(jìn)行輸入窗口。
[0058]仿真結(jié)果輸出界面，結(jié)果有仿真全程油耗、測試行駛距離、測試SOC變化量、全程電耗、每公里電耗以及由測試油耗和測試距離換算出來的百公里油耗。對(duì)于動(dòng)力性仿真結(jié)果有最高車速、最大加速度、最大爬坡度、0-50公里加速時(shí)間以及用戶設(shè)定平均車速下的爬坡度。
[0059]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:第一用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于參數(shù)選型的功能層，第二用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于性能分析的功能層； 步驟二:用于參數(shù)選型的功能層接收到第一用戶層接受的參數(shù)后確定待選型部件參數(shù)的可行取值范圍，然后根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式；用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)導(dǎo)入核心層； 步驟三:功能層在確定優(yōu)化方式后，調(diào)用核心層的整車仿真模型及控制策略進(jìn)行仿真，將最終結(jié)果傳遞到對(duì)應(yīng)的用戶層予以顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的一種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法，其特征是，所述第一用戶層接收的參數(shù)包括設(shè)置的性能指標(biāo)、確定的待選型部件、已經(jīng)設(shè)定的參數(shù)及設(shè)置的尋優(yōu)目標(biāo)及工況，所述第二用戶層接受的參數(shù)包括設(shè)置的部件參數(shù)、設(shè)置的工況參數(shù)及設(shè)置的策略參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法，其特征是，所述步驟二中，根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式，具體為，當(dāng)用戶并確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇仿真實(shí)驗(yàn)法方案對(duì)比方式，檢索數(shù)據(jù)庫中滿足可行范圍條件的部件型號(hào)，不同型號(hào)部件組合形成多種可能方案，調(diào)用整車仿真模型依次計(jì)算各方案下的整車性能，比較選出最優(yōu)方案； 當(dāng)用戶并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇遺傳算法優(yōu)化方式，以可行的取值范圍作為待優(yōu)化變量的限定范圍，調(diào)用遺傳算法優(yōu)化參數(shù)取值，遺傳算法需調(diào)用整車仿真模型計(jì)算適應(yīng)度，在用戶層輸出參數(shù)的最優(yōu)取值及整車性能結(jié)果。
4.如權(quán)利要求1所述的一種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法，其特征是，所述用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)調(diào)用整車仿真模型計(jì)算整車性能，在用戶層輸出主要性能結(jié)果及關(guān)鍵部件的狀態(tài)曲線。
5.如權(quán)利要求1所述的一種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法，其特征是，所述整車仿真模型用于計(jì)算一定循環(huán)工況下，整車的能耗和排放，同時(shí)也用于整車的動(dòng)力性能計(jì)算，所述模型采用從工況到動(dòng)力源的逆向仿真為主的仿真形式，即仿真時(shí)直接以循環(huán)工況作為輸入，計(jì)算整車車速和加速度，再依次逆動(dòng)力傳遞方向計(jì)算出各環(huán)節(jié)所需提供的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率，進(jìn)而得到整車的能耗和排放，同時(shí)，模型還需結(jié)合一定的正向仿真，正向計(jì)算整車的實(shí)際狀態(tài)，以表征整車的動(dòng)力性能。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的一種插電式混合動(dòng)力客車仿真方法的系統(tǒng)，其特征是，包括第一用戶層、第二用戶層，用于性能分析的功能層、用于參數(shù)選型的功能層及核心層； 所述第一用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于參數(shù)選型的功能層，第二用戶層將接收的參數(shù)導(dǎo)入用于性能分析的功能層； 所述用于參數(shù)選型的功能層接收到第一用戶層接受的參數(shù)后確定待選型部件參數(shù)的可行取值范圍，然后根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式；用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)導(dǎo)入核心層； 所述核心層存儲(chǔ)有整車仿真模型及控制策略，用于性能分析的功能層、用于參數(shù)選型的功能層調(diào)用核心層的整車仿真模型及控制策略并將最終結(jié)果傳遞到對(duì)應(yīng)的用戶層予以顯不O
7.如權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征是，所述第一用戶層接收的參數(shù)包括設(shè)置的性能指標(biāo)、確定的待選型部件、已經(jīng)設(shè)定的參數(shù)及設(shè)置的尋優(yōu)目標(biāo)及工況，所述第二用戶層接受的參數(shù)包括設(shè)置的部件參數(shù)、設(shè)置的工況參數(shù)及設(shè)置的策略參數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征是，所述用于參數(shù)選型的功能層根據(jù)能否確定具體可供選擇的參數(shù)組合選擇優(yōu)化方式，具體為，當(dāng)用戶并確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇仿真實(shí)驗(yàn)法方案對(duì)比方式，檢索數(shù)據(jù)庫中滿足可行范圍條件的部件型號(hào)，不同型號(hào)部件組合形成多種可能方案，調(diào)用整車仿真模型依次計(jì)算各方案下的整車性能，比較選出最優(yōu)方案； 當(dāng)用戶并不確定具體可供選擇的參數(shù)組合的情況時(shí)，選擇遺傳算法優(yōu)化方式，以可行的取值范圍作為待優(yōu)化變量的限定范圍，調(diào)用遺傳算法優(yōu)化參數(shù)取值，遺傳算法需調(diào)用整車仿真模型計(jì)算適應(yīng)度，在用戶層輸出參數(shù)的最優(yōu)取值及整車性能結(jié)果。
9.如權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征是，所述用于性能分析的功能層接收到第二用戶層接受的參數(shù)調(diào)用整車仿真模型計(jì)算整車性能，在用戶層輸出主要性能結(jié)果及關(guān)鍵部件的狀態(tài)曲線。
10.如權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征是，所述整車仿真模型用于計(jì)算一定循環(huán)工況下，整車的能耗和排放，同時(shí)也用于整車的動(dòng)力性能計(jì)算，所述模型采用從工況到動(dòng)力源的逆向仿真為主的仿真形式，即仿真時(shí)直接以循環(huán)工況作為輸入，計(jì)算整車車速和加速度，再依次逆動(dòng)力傳遞方向計(jì)算出各環(huán)節(jié)所需提供的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率，進(jìn)而得到整車的能耗和排放，同時(shí)，模型還需 結(jié)合一定的正向仿真，正向計(jì)算整車的實(shí)際狀態(tài)，以表征整車的動(dòng)力性倉泛。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104008239SQ201410218387
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】王欽普, 劉清波, 王力, 范志先, 王波, 高振波, 宋金香, 趙佳 申請(qǐng)人:中通客車控股股份有限公司