CN114646477A - 一种汽车混合动力系统的测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车混合动力系统的测试方法及系统,属于汽车测试技术领域。方法包括以下步骤:获取同一加速启动测试条件下不同散热方案对应的监测信息;根据各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息计算各散热方案对应的散热系数变化幅度;根据不同散热方案对应的汽车混合动力系统的工况效率系数信息计算各散热方案对应的散热系数信息的置信度;计算各散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列的合理性指标;将合理性指标最大的基准散热增益值作为目标加速启动条件对应的基准散热增益值;根据散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。本发明在满足散热需求的前提下提高了散热系统的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车测试技术领域,具体涉及一种汽车混合动力系统的测试方法及系统。
背景技术
在汽车混合动力系统的加速启动测试过程中,三电系统的散热情况是十分复杂的,因此无法很好地标定测试过程中散热系统的散热参数以平衡三电系统的散热。目前的散热系统主要是基于PI、PD、PID技术的目标温度控制的散热系统,该散热系统的目的在于使三电系统的温度处于目标温度范围之内,为了达到该目的,散热系统的参数调节模块需要不断调节散热系数的大小;然而,在该调节过程中散热系数容易发散,不利于散热系统的平稳运行,可能导致散热系统的寿命减少。如何对不同加速启动过程中的散热系数进行很好地标定以在满足散热需求的前提下提高散热系统的寿命是目前汽车混合动力系统测试阶段需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种汽车混合动力系统的测试方法及系统。
本发明提供的一种汽车混合动力系统的测试方法的技术方案,包括以下步骤:
获取同一加速启动测试条件下不同散热方案对应的监测信息,所述监测信息包括汽车散热系统的散热系数信息和汽车混合动力系统的工况效率系数信息,所述不同散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列不同;
根据各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息计算各散热方案对应的散热系数变化幅度;根据不同散热方案对应的汽车混合动力系统的工况效率系数信息计算各散热方案对应的散热系数信息的置信度;
根据各散热方案对应的散热系数变化幅度和散热系数信息的置信度,计算各散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列的合理性指标;
将合理性指标最大的基准散热增益值作为目标加速启动条件对应的基准散热增益值;将合理性指标最大的散热增益系数调节序列作为散热增益系数调节基准序列,根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。
本发明还提供了一种汽车混合动力系统的测试系统,包括存储器和处理器,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以实现上述的汽车混合动力系统的测试方法。
有益效果:本发明的目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列是根据散热增益系数调节基准序列得到的,散热增益系数调节基准序列是在满足散热需求的前提下得到的散热系数调节平稳性较好的散热增益系数调节序列,因此本发明的目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列对应的散热系数调节的平稳性也较高,能够在满足散热需求的前提下提高散热系统的寿命。
进一步地,所述根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动测试条件对应的散热增益系数调节优化序列,包括:
根据散热增益系数调节基准序列对应的目标速度和预设数据库,得到以散热增益系数调节基准序列对应目标速度稳定运行时的散热增益系数,记为第一散热增益系数;根据目标加速启动条件对应的目标速度和预设数据库,得到以目标加速启动条件对应的目标速度稳定运行时的散热增益系数,记为第二散热增益系数;计算第二散热增益系数与第一散热增益系数之比,记为调节系数;
利用所述调节系数对散热增益系数调节基准序列中的各元素进行调节,得到调节后的序列,调节后的序列中各元素为散热增益系数调节基准序列中对应元素与所述调节系数的乘积;
根据散热增益系数调节基准序列对应的加速启动时长和目标加速启动条件对应的加速启动时长计算缩放系数;利用缩放系数对调节后的序列进行缩放,将缩放后得到序列记为目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。
进一步地,所述根据各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息计算各散热方案对应的散热系数变化幅度,包括:
基于各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息得到各散热方案对应的散热系数序列,散热序列中各元素为不同时刻对应的散热系数大小,各相邻元素对应的时刻之差为预设时间间隔;
基于各散热方案对应的散热系数序列计算各散热方案对应的散热系数变化幅度,计算公式为:
其中,Fa表示第a个散热方案对应的散热系数变化幅度,na表示第a个散热方案对应的散热系数序列的元素个数,表示第a个散热方案对应的散热系数序列的平均数,Aa,b表示第a个散热方案对应的散热系数序列中第b个元素的散热系数值。
进一步地,所述根据不同散热方案对应的汽车混合动力系统的工况效率系数信息计算各散热方案对应的散热系数信息的置信度,包括:
利用DTW算法计算任意两散热方案对应的工况效率系数变化序列之间的相似性,根据任意两散热方案对应的工况效率系数变化序列之间的相似性计算对应两散热方案之间的距离;
基于计算得到的任意两散热方案之间的距离,利用K-means聚类算法对散热方案进行分类,设定K=2,得到正常散热方案类别和异常散热方案类别;
根据正常散热方案类别中各散热方案对应的工况效率变化序列与同类别其它散热方案对应的工况效率变化序列,计算正常散热方案类别中各散热方案对应的散热系数信息的置信度;
根据异常散热类别中各异常散热方案对应的工况效率变化序列与正常散热方案类别中置信度最大的散热方案对应的工况效率变化序列,计算各异常散热方案对应的散热系数信息的置信度。
进一步地,利用如下计算公式计算正常散热方案类别中各散热方案对应的散热系数信息的置信度的公式如下:
其中,Ri为正常散热方案类别中第i个散热方案对应的散热系数信息的置信度,Zi为正常散热方案类别中第i个散热方案对应的工况效率变化序列,Zj为正常散热方案类别中第j个散热方案对应的工况效率变化序列,P为正常散热方案类别包括的散热方案的集合,DTW(Zi,Zj)为Zi和Zj之间的相似程度,M为正常散热方案类别包括的散热方案的个数。
进一步地,所述根据各散热方案对应的散热系数变化幅度和散热系数信息的置信度,计算各散热方案对应的散热系数调节序列的合理性指标,包括:
利用如下计算公式计算各散热方案对应的散热增益系数调节序列的合理性指标:
Ca=(1-Fa,1)*Ra,1
其中,Ca为第a个散热方案对应的散热增益系数调节序列的合理性,Fa,1为归一化后的第a个散热方案对应的散热系数变化幅度基准散热增益值,Ra,1为归一化后的第a个散热方案对应的散热系数信息的置信度。
附图说明
图1是本发明的汽车混合动力系统的测试方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行介绍。
如图1所示,本实施例的汽车混合动力系统的测试方法包括以下步骤:
(1)获取同一加速启动测试条件下不同散热方案对应的监测信息,所述监测信息包括汽车散热系统的散热系数信息和汽车混合动力系统的工况效率系数信息,所述不同散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列不同;
现有的汽车散热系统主要是基于PI、PD或PID的目标温度控制散热系统,通过调节散热系统的散热系数调整散热系统的功率。散热系统的散热系数为基准散热增益和散热增益系数之积,在基准散热增益确定的情况下,调节散热系统的散热系数的过程即调节散热增益系数的过程。本实施例通过增益调整模块调节散热增益系数,增益调整模块对应的散热调整策略为:给定一个增益区间,增益调整模块可以在区间内调节散热增益系数,从而调节散热系统的功率。该增益调整模块是一个基于PI控制的调节模块,基于该增益调整模块,可以实现对散热系统的散热系数的调节。本实施例对散热系数调节的过程与现有的散热系数调节过程相同,调节目的都是使待冷却部件(三电系统)的温度处于目标温度范围,此处不再赘述。
基准散热增益设置不同时,同一加速启动测试条件下增益调整模块对散热增益系数调节的幅度不同,为了得到一个散热系数变化较小的散热调整策略,以保证散热系统在整个加速启动过程中的散热情况不会发生明显变化,保证散热系统不发散,提高散热系统的运行平稳性,提高散热系统的寿命,本实施例对同一车型进行加速启动测试时为每次加速启动测试设置一个不同的基准散热增益,以通过不同基准散热增益对应的监测信息确定该车型对应的较优的基准散热增益。
具体的,本实施例对同一加速启动测试条件下不同散热方案进行测试,本实施例中同一加速启动条件指加速启动时长和目标速度相同,不同散热方案对应的基准散热增益不同。每次测试过程中增益调整模块都会基于预设的散热调整策略对散热增益系数进行调节,同一加速启动条件下不同基准散热增益对应的散热增益系数并不同,一种散热方案对应一个固定的基准散热增益和一个对应的散热增益系数调节曲线。
当某一散热方案中基准散热增益设置较合理时,对应的散热增益系数调节曲线变化幅度较小,对应的散热系数变化幅度较小;反之,基准散热增益设置不合理时,对应的散热增益系数调节曲线变化幅度较大,对应的散热系数变化幅度较大;为了对测试过程中设置的不同基准散热增益进行评价,本实施例获取了各散热方案对应的测试过程中汽车散热系统的散热系数信息。
汽车混合动力系统的工况效率系数与汽车散热系统的散热系数有关,正常情况下,混合动力系统加速启动测试过程中工况效率系数随着时间的变化曲线相似;若测试过程中某一散热方案对应的工况效率系数随着时间的变化曲线与其它散热方案对应的工况效率系数随着时间的变化曲线不相似,说明该散热方案对应的散热调整过程存在异常,对应的散热系数信息的可靠性不高。为了保证获取的各散热方案对应的散热系数信息的可靠性,本实施例还获取了测试过程中的汽车混合动力系统的工况效率系数信息。本实施例的工况效率系数为汽车的轮上功率与驱动器的取电功率之比,效率系数较高意味着散热系统在保持合理散热的前提下使用了较低的能量。
(2)根据各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息计算各散热方案对应的散热系数变化幅度;根据不同散热方案对应的汽车混合动力系统的工况效率系数信息计算各散热方案对应的散热系数信息的置信度;
为了实现对各散热方案对应的散热系数的变化幅度的分析,本实施例基于各散热方案对应的散热系数曲线得到了各散热方案对应的散热系数序列,散热序列中各元素为不同时刻对应的散热系数值,本实施例中各相邻元素对应的时刻之差为预设时间间隔。
基于各散热方案对应的散热系数序列计算各散热方案对应的散热系数变化幅度,计算公式为:
其中,Fa表示第a个散热方案对应的散热系数变化幅度,na表示第a个散热方案对应的散热系数序列的元素个数,表示第a个散热方案对应的散热系数序列的平均数,Aa,b表示第a个散热方案对应的散热系数序列中第b个元素的散热系数值。
Fa能够有效的反映对应序列的波动情况,Fa越大表示波动越剧烈,变化幅度越大;反之,Fa越小表示波动越弱,变化幅度越小。将各散热方案对应的散热系数变化幅度进行归一化处理,使其值域在[0,1],将归一化后得到的值作为对应散热方案对应的测试中增益系数调节的平稳性度量。
正常情况下,随着混合动力系统的启动和散热增益系数的开始调节,混合动力系统的工况效率系数会稳定降低到一定值后保持平稳。若各基准散热增益对应的各测试下散热调节过程正常,那么不同基准散热增益对应的各测试下的工况效率系数变化情况比较相似;若某一基准散热增益对应的测试下散热调节过程异常,那么该异常测试对应的工况效率变化情况与其它基准散热增益对应的工况效率系数变化情况区别较大,比如,调节过程中发生过热情况,可能直接造成临时的停机保护,工况效率系数会瞬间降低。
基于正常散热调节过程和异常散热调节过程中工况效率系数变化的区别,本实施例通过计算各散热方案对应的工况效率系数变化情况与其它测试条件对应的工况效率系数变化情况的相似度来判断各散热方案对应的散热过程是否出现异常,也即判断各散热方案对应的散热系数信息的置信度。具体判断过程如下:
Ⅰ、利用DTW算法计算任意两散热方案对应的工况效率系数变化序列之间的相似性,根据任意两散热方案对应的工况效率系数变化序列之间的相似性计算对应两散热方案之间的距离,计算公式为:
其中,Zx为第x个散热方案对应的工况效率系数变化序列,Zy为第y个散热方案对应的工况效率系数变化序列,Dx,y为第x个散热方案和第y个散热方案之间的距离,DTW(Zx,Zy)为Zx和Zy之间的相似程度。本实施例中工况效率系数变化序列中各元素为不同时刻对应的工况效率系数值,该工况效率系数变化序列中各相邻元素对应的时刻之差为预设时间间隔。
Ⅱ、基于上述计算得到的任意两散热方案之间的距离,利用K-means聚类算法对散热方案进行分类,设定K=2,得到正常散热方案类别和异常散热方案类别,正常散热方案类别中各散热方案对应的工况效率变化正常,说明其对应的散热调整过程正常;异常散热方案类别中各散热方案对应的工况效率变化异常,说明其对应的散热调整过程异常;
Ⅲ、根据正常散热方案类别中各散热方案对应的工况效率变化序列与同类别其它散热方案对应的工况效率变化序列计算正常散热方案类别中各散热方案对应的散热系数信息的置信度。
正常散热方案类别中某散热方案对应的工况效率变化序列与其它散热方案对应的工况效率变化序列之间的相似性越高,说明该散热方案归属于正常散热方案类别的隶属度越大,该散热方案对应的散热调节过程为正常散热调节过程的可能性越大;本实施例计算正常散热方案类别中各散热方案对应的散热系数信息的置信度的公式如下:
其中,Ri为正常散热方案类别中第i个散热方案对应的散热系数信息的置信度,Zi为正常散热方案类别中第i个散热方案对应的工况效率变化序列,Zj为正常散热方案类别中第j个散热方案对应的工况效率变化序列,P为正常散热方案类别包括的散热方案的集合,DTW(Zi,Zj)为Zi和Zj之间的相似程度,M为正常散热方案类别包括的散热方案的个数。Zi和Zj越相似,DTW(Zi,Zj)值越大;反之,Zi和Zj越不相似,DTW(Zi,Zj)值越小。
对于异常散热方案类别中的某一异常散热方案,其对应的散热系数信息的置信度为该异常散热方案对应的工况效率变化序列与正常散热方案类别中置信度最大的散热方案对应的工况效率变化序列之间的相似程度,即:Re=DTW(Ze,Zmax),其中,Re为异常散热方案类别中第e个散热方案对应的散热系数信息的置信度,Ze为异常散热方案类别中第e个散热方案对应的工况效率变化序列,Zmax为正常散热方案类别中置信度最大的散热方案对应的工况效率变化序列,DTW(Ze,Zmax)为Ze和Zmax之间的相似程度。
将各散热方案对应的散热系数信息的置信度进行归一化处理,使其值域在[0,1],将归一化后得到的值作为获取的对应散热方案对应的测试中增益系数信息可靠性的度量。
(3)根据各散热方案对应的散热系数变化幅度和散热系数信息的置信度,计算各散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列的合理性指标;
对于某一散热方案,将其对应的归一化后的散热系数变化幅度作为对其对应的增益系数调节的平稳性的度量,将其对应的归一化后的散热系数信息的置信度作为对其对应的增益系数信息可靠性的度量;若某一散热方案对应的平稳性越高且可靠性越高,那么该散热方案对应的散热系数调节过程越合理。
散热方案对应的散热系数调节过程的合理性即对应的散热增益系数调节序列的合理性,本实施例利用如下计算公式计算各散热方案对应的散热增益系数调节序列的合理性指标:
Ca=(1-Fa,1)*Ra,1
其中,Ca为第a个散热方案对应的散热增益系数调节序列的合理性,Fa,1为归一化后的第a个散热方案对应的散热系数变化幅度基准散热增益值,Ra,1为归一化后的第a个散热方案对应的散热系数信息的置信度。
一个散热方案对应一个基准散热增益和一个散热增益系数调节序列,散热增益系数调节序列的合理性即基准散热增益的合理性。
(4)将合理性指标最大的基准散热增益值作为目标加速启动条件对应的基准散热增益值;将合理性指标最大的散热增益系数调节序列作为散热增益系数调节基准序列,根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。
一个散热方案对应一个基准散热增益和一个散热增益系数调节序列,合理性指标最大的散热增益系数调节序列对应的基准散热增益的合理性指标也最大。本实施例将合理性指标最大的基准散热增益和对应的散热增益系数调节序列作为基准,根据该基准对其它加速启动条件对应的散热过程进行调节,具体为:将合理性指标最大的基准散热增益作为目标加速启动条件对应的基准散热增益值;将合理性指标最大的散热增益系数调节序列作为散热增益系数调节基准序列,根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。
本实施例根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列的过程如下:
根据散热增益系数调节基准序列对应的目标速度V1和预设数据库得到以目标速度V1稳定运行时对应的散热增益系数kV1;根据目标加速启动条件对应的目标速度V2和预设数据库得到以目标速度V2稳定运行时对应的散热增益系数kV2;计算调节系数
利用调节系数对散热增益系数调节基准序列中的各元素进行调节,得到调节后的序列,调节后的序列中各元素为散热增益系数调节基准序列中对应元素与k1的乘积;
本实施例中预设数据库中是事先构建好的,该数据库中存储有各目标速度对应的散热增益系数。在汽车稳速运行时,目标速度越大,三电系统的发热量越大,为了平衡三电系统的发热量以保持三电系统的温度在目标温度范围之内,散热调节模块在基准散热增益固定的情况下会调大散热增益系数,目标速度与散热增益系数之间具有一一对应关系,本实施例可以基于两者的对应关系来预先构建数据库。
本实施例中调节后的序列可以看作增益调节系数随时间变化的曲线,该曲线对应的时长为T;利用缩放系数对调节后的序列进行缩放即按照时间对应关系将调节后的序列缩小或拉长为与目标加速启动条件对应的加速启动时长t一致的序列;比如k2=1/2,那么缩小后的序列对应的时长为原序列对应时间长的一半,缩小的过程可以看作对序列进行抽帧的过程;比如k2=2,那么放大后的序列对应的时长为原序列对应时间长的2倍,放大的过程可以看作对序列进行补帧的过程,此处不再赘述。
本实施例的目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列是根据散热增益系数调节基准序列得到的,散热增益系数调节基准序列是在满足散热需求的前提下得到的散热系数调节平稳性较好的散热增益系数调节序列,因此本实施例目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列对应的散热系数调节的平稳性也较高,能够在满足散热需求的前提下提高散热系统的寿命。
本实施例的汽车混合动力系统的测试系统包括存储器和处理器,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以实现上述汽车混合动力系统的测试方法。
需要说明的是,尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
Claims (7)
1.一种汽车混合动力系统的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取同一加速启动测试条件下不同散热方案对应的监测信息,所述监测信息包括汽车散热系统的散热系数信息和汽车混合动力系统的工况效率系数信息,所述不同散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列不同;
根据各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息计算各散热方案对应的散热系数变化幅度;根据不同散热方案对应的汽车混合动力系统的工况效率系数信息计算各散热方案对应的散热系数信息的置信度;
根据各散热方案对应的散热系数变化幅度和散热系数信息的置信度,计算各散热方案对应的基准散热增益值和散热增益系数调节序列的合理性指标;
将合理性指标最大的基准散热增益值作为目标加速启动条件对应的基准散热增益值;将合理性指标最大的散热增益系数调节序列作为散热增益系数调节基准序列,根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。
2.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统的测试方法,其特征在于,所述根据所述散热增益系数调节基准序列得到目标加速启动测试条件对应的散热增益系数调节优化序列,包括:
根据散热增益系数调节基准序列对应的目标速度和预设数据库,得到以散热增益系数调节基准序列对应目标速度稳定运行时的散热增益系数,记为第一散热增益系数;根据目标加速启动条件对应的目标速度和预设数据库,得到以目标加速启动条件对应的目标速度稳定运行时的散热增益系数,记为第二散热增益系数;计算第二散热增益系数与第一散热增益系数之比,记为调节系数;
利用所述调节系数对散热增益系数调节基准序列中的各元素进行调节,得到调节后的序列,调节后的序列中各元素为散热增益系数调节基准序列中对应元素与所述调节系数的乘积;
根据散热增益系数调节基准序列对应的加速启动时长和目标加速启动条件对应的加速启动时长计算缩放系数;利用缩放系数对调节后的序列进行缩放,将缩放后得到序列记为目标加速启动条件对应的散热增益系数调节优化序列。
3.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统的测试方法,其特征在于,所述根据各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息计算各散热方案对应的散热系数变化幅度,包括:
基于各散热方案对应的汽车散热系统的散热系数信息得到各散热方案对应的散热系数序列,散热序列中各元素为不同时刻对应的散热系数值,各相邻元素对应的时刻之差为预设时间间隔;
基于各散热方案对应的散热系数序列计算各散热方案对应的散热系数变化幅度,计算公式为:
4.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统的测试方法,其特征在于,所述根据不同散热方案对应的汽车混合动力系统的工况效率系数信息计算各散热方案对应的散热系数信息的置信度,包括:
利用DTW算法计算任意两散热方案对应的工况效率系数变化序列之间的相似性,根据任意两散热方案对应的工况效率系数变化序列之间的相似性计算对应两散热方案之间的距离;
基于计算得到的任意两散热方案之间的距离,利用K-means聚类算法对散热方案进行分类,设定K=2,得到正常散热方案类别和异常散热方案类别;
根据正常散热方案类别中各散热方案对应的工况效率变化序列与同类别其它散热方案对应的工况效率变化序列,计算正常散热方案类别中各散热方案对应的散热系数信息的置信度;
根据异常散热类别中各异常散热方案对应的工况效率变化序列与正常散热方案类别中置信度最大的散热方案对应的工况效率变化序列,计算各异常散热方案对应的散热系数信息的置信度。
6.根据权利要求1所述的汽车混合动力系统的测试方法,其特征在于,所述根据各散热方案对应的散热系数变化幅度和散热系数信息的置信度,计算各散热方案对应的散热系数调节序列的合理性指标,包括:
利用如下计算公式计算各散热方案对应的散热增益系数调节序列的合理性指标:
Ca=(1-Fa,1)*Ra,1
其中,Ca为第a个散热方案对应的散热增益系数调节序列的合理性,Fa,1为归一化后的第a个散热方案对应的散热系数变化幅度基准散热增益值,Ra,1为归一化后的第a个散热方案对应的散热系数信息的置信度。
7.一种汽车混合动力系统的测试系统,包括存储器和处理器,其特征在于,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序,以实现如权利要求1-6任一项所述的汽车混合动力系统的测试方法。
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