一種基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法及其應用的製作方法
2023-04-28 18:17:01
專利名稱:一種基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法及其應用的製作方法
技術領域:
本發明屬於混合動力電動汽車領域,尤其涉及基於製造成本和使用成本的可外接充電式混合動力電動汽車PHEV動力總成系統的優化設計方法。
背景技術:
可外接充電混合動力汽車(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)是在全混合ICEHEV的基礎上開發出來的,是內燃機混合動力ICEHEV的一種。其最大的特點是可利用外部公用電網,主要是利用晚間低谷電力對車載動力電池組進行均衡充電,也可以在家裡對電池組進行充電,白天使用,這樣不僅可以提高電網的使用效率,有助於降低電價,而且可大大降低對石油的依賴;使用電力較之使有燃油更加能降低使用成本。PHEV將混合動力驅動系統和純電動驅動系統相結合,可以大大改善常規HEV的有害氣體、溫室氣體的排放, 提高燃油經濟性,提高純電動BEV的性能和續駛裡程,同時還比常規HEV有較長的全電力續駛裡程(AER, all electric range)。目前,對混合動力電動汽車的優化方案大多是基於動力系統的結構及能量管理方面,以改善HEV的經濟性,動力性為評價指標。購車是一次性的過程,而對汽車的使用則是一個持續的過程,使用成本也將一直伴隨。如今,越來越多的汽車走入家庭,家庭對於汽車的選擇更傾向於性價比高的汽車。一輛性價比高的汽車,除了汽車本身的價值以外,還需要考慮其使用成本。當前,消費者更多的是憑經驗去評判使用成本的高低,大多數探討僅局限於理論的陳述,並沒有一個合理的量化指標。對於目前居高不下的油價,相對價格低廉的電的成本可以使PHEV的使用成本降低,但受到電池的容量的限制,電能不可能完全代替石油驅動汽車。又由於混合動力汽車各個組成部件、布置方式及控制策略的不同,形成各式各樣的結構型式,不同結構方案的製造和使用成本也不盡相同,因此為了與傳統汽車及普通混合動力汽車形成對比,對於一輛代表新能源汽車發展方向的PHEV混合動力汽車而言,基於製造和使用成本的優化目標具有實際意義。
發明內容
針對目前的問題,本發明提出一種基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法,以期為可外接充電式混合動力電動汽車PHEV的製造和使用成本提供合理的量化指標,實現PHEV動力總成系統快速高效的設計。本發明為解決技術問題採用如下技術方案本發明基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法的特點是按如下步驟進行第一步根據可外接充電混合動力汽車動力總成布置結構,確定PHEV動力總成優化設計中的待優化變量,建立PHEV成本目標函數方程和約束條件;所述待優化變量包括發動機最大輸出功率、驅動電機最大輸出功率、動力電池輸出功率和動力電池組容量;所述成本包括PHEV使用成本和PHEV製造成本,所述PHEV使用成本包括充電成本、燃油成本;所述 PHEV製造成本包括發動機成本、驅動電機及驅動電機控制器成本和動力電池成本,所述發動機為汽油機,所述驅動電機為永磁同步電機,所述動力電池包括鎳氫電池和動力鋰離子電池;所述成本目標函數方程為
權利要求
1.基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法,其特徵是按如下步驟進仃第一步根據可外接充電混合動力汽車動力總成布置結構,確定PHEV動力總成優化設計中的待優化變量,建立PHEV成本目標函數方程和約束條件;所述待優化變量包括發動機最大輸出功率、驅動電機最大輸出功率、動力電池輸出功率和動力電池組容量;所述成本包括PHEV使用成本和PHEV製造成本,所述PHEV使用成本包括充電成本、燃油成本;所述 PHEV製造成本包括發動機成本、驅動電機及驅動電機控制器成本和動力電池成本,所述發動機為汽油機,所述驅動電機為永磁同步電機,所述動力電池包括鎳氫電池和動力鋰離子電池;所述成本目標函數方程為
2. —種權利要求1所述基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法在串聯式可外接充電混合動力汽車中的應用,其特徵是按如下步驟進行第一步串聯式PHEV的整車包括發動機、發電機、動力電池、功率變換器、驅動電機及驅動電機控制器、減速器、電源插頭和車輪;以發動機最大輸出功率、驅動電機最大輸出功率、動力電池輸出功率和動力電池組容量等為待優化變量,建立下列成本目標函數方程,min COST = min [C0ST,+C0ST2](1)其中
全文摘要
本發明公開了一種基於成本的可外接充電混合動力汽車動力總成優化方法及其應用,其特徵是首先根據可外接充電混合動力汽車動力總成布置結構,確定PHEV動力總成優化設計中的待優化變量,建立PHEV成本目標函數方程和約束條件;然後利用成本目標函數方程和約束條件,採用二次規劃或矩陣分割優化算法計算得出滿足約束條件且成本最低的PHEV動力總成的待優化變量,進而得到滿足約束條件且成本最低的PHEV動力總成的最優設計方案。本發明可為外接充電式混合動力電動汽車PHEV的製造和使用成本提供合理的量化指標,實現PHEV動力總成系統快速高效的設計。
文檔編號B60W40/12GK102180169SQ201110095690
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者侯清亮, 張炳力, 徐國勝 申請人:合肥工業大學