CN116183220A - 一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法 - Google Patents

一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116183220A
CN116183220A CN202310402544.XA CN202310402544A CN116183220A CN 116183220 A CN116183220 A CN 116183220A CN 202310402544 A CN202310402544 A CN 202310402544A CN 116183220 A CN116183220 A CN 116183220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
transmission system
target
speed
distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310402544.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN116183220B (zh
Inventor
徐向阳
赵俊玮
刘艳芳
董鹏
王书翰
郭伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202310402544.XA priority Critical patent/CN116183220B/zh
Publication of CN116183220A publication Critical patent/CN116183220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116183220B publication Critical patent/CN116183220B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/025—Test-benches with rotational drive means and loading means; Load or drive simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

Abstract

本发明属于混动汽车传动系统设计领域，公开了一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，包括：提取小样本工况数据特征随机生成目标驾驶工况；构建混动传动系统的物理模型和能量流路径；构建能量管理策略，进行多批次载荷数据获取；压缩并提取不同工作模式下轮端载荷分布与时间历程曲线；根据不同工作模式的轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应的载荷循环计数矩阵；拟合扩充载荷循环分布并估计载荷分布严重度；逆推目标零部件在不同工作模式的载荷分布；转化为可加载至台架试验的离散分级试验载荷谱。本发明能有效面向不同混动传动系统构型，通过能量管理策略快速确定混动传动系统的载荷谱方案，进而指导混动传动系统的开发与设计。

Description

一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法
技术领域
本发明属于混动汽车传动系统设计领域，特别涉及一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法。
背景技术
混动汽车传动系统作为发动机能量流与电机能量流传递的关键部件，其所具备的工况适应性与系统耐久性将直接影响混动传动系统的寿命，尤其是专用混动传动系统的研发与设计，对可靠性、耐久性和寿命提出了更高的设计要求。
然而，采用实车试验进行测试，其周期长、成本高、不具备可重复性、数据海量且数据处理过程复杂，是一项耗时费力的系统性工程。而进行台架测试则需要有效的载荷谱进行验证，需要输入一套准确且合理的载荷谱试验方案，但目前尚未有一套标准的载荷谱制定方法供混动传动系统进行测试验证，且其涉及多动力源之间的扭矩分配和工作模式切换，载荷谱的制定对工况和能量管理策略具有很强的依赖性。
由于自主品牌的混动传动系统刚刚起步，对于混动传动系统的载荷谱设计往往参考传统变速器的设计方法，然而，其涉及多动力源工作，发动机和驱动电机的工作特性不同，同时，不同混动汽车所面对的工况和能量管理策略不同，对于零部件所能承受的载荷特性也不一样。因此，对于混动传动系统需要一套能够早期设计、正向开发、生成合理的载荷谱编制方法。
本发明目的在于利用随机工况生成和不同能量管理策略制定一种能够应用于混动传动系统的系统性载荷谱编制方法，解决目前实车试验测试周期长、测试成本高且产品迭代周期慢的问题。同时，工况数据对制定载荷谱是十分重要的，载荷信息会影响零部件的评价效果。然而，目前载荷获取途径单一，且受能量管理策略的影响，本发明充分考虑了工况生成和能量管理策略对载荷谱制定的影响，有效解决载荷信息获取不全面的问题。此外，目前加载于台架试验的载荷谱多为一维载荷谱，忽视了转速与载荷耦合作用下对混动传动系统零部件的可靠性、耐久性和预期寿命的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明立足上述实际工程需要，提出了一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，并作为台架测试的载荷输入，能够快速有效地验证混动传动系统的失效载荷分布与工作强度情况，从而分析混动传动系统部件预期寿命，满足用户需求，以保证其可靠性与耐久性。
此外，本发明提供的混动汽车传动系统载荷谱编制方法适用于不同混动传动系统的载荷谱编制，可有效面向不同混动传动系统构型，通过能量管理策略快速确定混动传动系统的载荷谱方案，进而指导混动传动系统的开发与设计。
本发明的技术方案具体如下：
一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，包括如下步骤：
步骤1）通过提取小样本工况数据特征，面向混动传动系统设计要求生成目标驾驶工况；
步骤2）构建混动传动系统的物理模型和能量流路径；
步骤3）构建具有载荷差异性表现的能量管理策略，结合步骤1）生成的目标驾驶工况进行多批次载荷数据获取；
步骤4）压缩并提取不同工作模式下轮端载荷分布与时间历程曲线；
步骤5）根据不同工作模式的轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应发动机、驱动电机以及发电机的载荷循环计数矩阵；
步骤6）基于步骤5）的结果，拟合扩充载荷循环分布并估计载荷分布严重度；
步骤7）逆推混动传动系统目标零部件在不同工作模式的载荷分布；
步骤8）转化为可加载至台架试验的离散分级试验载荷谱。
优选地，步骤1）具体如下：
步骤1.1）获取混动传动系统对标车型的工况数据，提取不同工况下的片段，统计分析所述片段的速度特征形成不同工况下的片段的速度特征，并构建不同工况下速度状态的马尔可夫状态转移概率矩阵，如式（1-1）所示；
Figure SMS_1
（1-1）
其中，i为当前时刻，j为下一时刻，从当前速度状态
Figure SMS_2
转移到下一速度状态
Figure SMS_3
的转移概率为/>
Figure SMS_4
，n为马尔可夫转移步数；
所述不同工况包括高速工况、市郊工况、山区道路工况、城市畅通工况和城市拥堵工况；所述片段包括加速片段、匀速片段、滑行片段、减速片段，所述速度特征包括速度变化起点与终点、速度变化范围、速度持续时间；
步骤1.2）面向目标车型能力和用户需求，结合混动传动系统的载荷需求，分析不同工况的片段的占比权重：
根据目标车型能力和用户需求，分析高速工况、市郊工况、山区道路工况、城市畅通工况、城市拥堵工况的行驶比例为
Figure SMS_8
，/>
Figure SMS_11
，/>
Figure SMS_14
，/>
Figure SMS_7
和/>
Figure SMS_17
，通过混动传动系统的目标零部件材料定义不同工况的片段的损伤强度为/>
Figure SMS_18
，/>
Figure SMS_19
，/>
Figure SMS_5
，/>
Figure SMS_9
和/>
Figure SMS_12
，进一步计算不同工况的片段的占比权重为/>
Figure SMS_15
，/>
Figure SMS_6
，/>
Figure SMS_10
，
Figure SMS_13
，/>
Figure SMS_16
，其中k=1,2…5；
步骤1.3）生成目标驾驶工况，具体如下：
步骤1.3.1）上述步骤1.2）确定了不同工况的片段的占比权重，设定混动传动系统的期望总里程，得到不同工况的目标里程；
步骤1.3.2）在相同工况下，利用速度状态的马尔可夫状态转移概率矩阵生成速度序列事件，同一速度事件对应有不同速度片段特征，将速度片段特征随机抽样，使该速度事件对应生成速度曲线，不同速度事件逐次拼接，形成具体速度曲线，直至累计行驶里程满足该工况片段下的目标里程；
步骤1.3.3）每一不同工况重复相同流程，拼接不同工况速度事件和速度曲线，生成目标驾驶工况。
优选地，步骤2）具体如下：
步骤2.1）构建混动汽车的整车动力学模型，包括滚动阻力模型、空气阻力模型、坡度阻力模型以及加速阻力模型，确定目标车型在不同工况下的功率需求，如式（2-1）所示；
Figure SMS_20
（2-1）
其中，
Figure SMS_21
为克服阻力所需要的总功率，/>
Figure SMS_22
为克服滚阻所需的功率，/>
Figure SMS_23
为克服风阻所需的功率，/>
Figure SMS_24
为克服坡度所需的功率，/>
Figure SMS_25
克服加速阻力所需的功率；
步骤2.2）确定混动传动系统的拓扑构型，包括串联、并联、串并联、功率分流，并确定传动系统与发动机、驱动电机、发电机之间的连接关系，分析混动传动系统的不同工作模式，包括单电机驱动模式、双电机驱动模式、串联增程模式、并联混动模式、制动能量回收模式，其中，并联混动模式包括发动机充电模式、发动机直驱模式以及发动机联合驱动模式；
步骤2.3）确定不同工作模式的能量流路径，以及能量流路径上所涉及的目标零部件组成，如齿轮、轴承、离合器、传动轴。
优选地，步骤3）具体如下：
在步骤1)中所获取的目标驾驶工况下，通过构建不同类型的能量管理策略对步骤2)所确定的混动传动系统进行仿真测试，以时序方式将不同能量管理策略下的轮端载荷分布复合在一起，以不同时刻下最大载荷状态为基准，进一步根据能量流路径获取不同工作模式下不同目标零部件的载荷分布状态；
所述能量管理策略包括基于规则、基于瞬时优化、基于滚动优化、基于全局优化的能量管理策略；
其中，基于规则的能量管理策略采用电量消耗-电量维持策略、确定性规则控制策略、模糊性规则控制策略、基于工程经验标定的规则控制策略；基于瞬时优化的能量管理策略采用等效燃油消耗最小策略、自适应等效燃油消耗最小策略、庞特里亚金最小值原理策略、深度强化学习策略；基于滚动优化的能量管理策略采用模型预测控制策略、迭代动态规划策略；基于全局优化的能量管理策略采用动态规划策略。
优选地，步骤4）具体如下：
步骤4.1）提取步骤3）获得的不同工作模式的轮端载荷分布
Figure SMS_26
；
步骤4.2）从时间历程维度对不同工作模式的轮端载荷分布
Figure SMS_27
进行压缩，处理时间序列数据中幅值突变的离群值以及幅值变化频繁且数值差在阈值范围内的振荡值，具体包括：
步骤4.2.1）确定载荷分布过程中的特征数据，包括最大值、最小值；
步骤4.2.2）确定载荷分布约束边界条件，对于幅值突变的离群值，依据载荷分布的边界约束条件进行检测；
步骤4.2.3）将载荷分布范围以外的离群值剔除；
步骤4.2.4）对于幅值变化频繁且数值差在阈值范围内的振荡值，将拐点进行离散化并计算数值差，通过遍历计算拐点值之间的数值差，将差值在一定阈值范围内的振荡值进行剔除并拼接剩余载荷值；
步骤4.3）从载荷分布维度确定载荷分布的峰值与谷值，剔除载荷分布过程中包含在峰谷值循环内的非峰谷值以及载荷分布过程中幅值较小的循环数据，压缩并提取不同工作模式的轮端载荷分布与时间历程曲线。
优选地，步骤4.3）中，剔除载荷分布过程中包含在峰谷值循环内的非峰谷值以及载荷分布过程中幅值较小的循环数据包括：
对于相邻位置载荷值相同的点，通过依次提取相邻两个位置的载荷值进行判断，若相等则删除后者，并将下一项与前者比较，否则，保留前者数据并将下一项作为起始项数据，如式（4-1）；
Figure SMS_28
（4-1）
其中，k代表不同工作模式，t代表时间序列；
对于峰谷循环过程中的非峰谷值，需对连续四个载荷值进行判断，通过判断相邻两个载荷数值差的乘积，剔除乘积小于0的非峰谷值，如式（4-2），逐次迭代分析进行剔除；
Figure SMS_29
（4-2）
其中，k代表不同工作模式，t代表时间序列；
设定小循环幅值阈值，判断一个小循环内的所有值是否在阈值范围内，均处于阈值范围则剔除小循环数据。
优选地，步骤5）具体为：
步骤5.1）对步骤4）获得的轮端载荷分布与时间历程曲线进行统计分析，统计混动传动系统在不同工作模式的轮端载荷循环分布以及各工作模式的有效持续时间，具体如下：
步骤5.1.1）将载荷分布时序进行离散化，对载荷时序起始4个点进行初始化，分别为
Figure SMS_32
，/>
Figure SMS_37
，/>
Figure SMS_40
，/>
Figure SMS_33
，如果/>
Figure SMS_35
和/>
Figure SMS_38
的最小值小于/>
Figure SMS_41
和/>
Figure SMS_30
的最小值，同时满足/>
Figure SMS_34
和/>
Figure SMS_39
的最大值小于/>
Figure SMS_43
和/>
Figure SMS_31
的最大值，则/>
Figure SMS_36
和/>
Figure SMS_42
则为载荷循环的起始值和终值，并对该载荷循环进行计数；
步骤5.1.2）将已计数的载荷循环移除，按时序数据逐次填充新的载荷点；
步骤5.1.3）参照上述步骤5.1.1）-步骤5.1.2）对全部载荷历程进行循环计数，直至载荷历程完成计数，形成一定总数的载荷循环片段；
步骤5.2）构建混动传动系统在不同工作模式的轮端载荷计数三维矩阵，其三维坐标体系中的平面坐标根据载荷幅值的实际取值范围进行等间隔离散化形成计数矩阵，三维纵坐标为不同载荷循环片段的计数值，进而通过统计分析形成载荷循环计数矩阵；
步骤5.3）根据不同工作模式的轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应发动机、驱动电机以及发电机的载荷循环计数矩阵。
优选地，步骤6）具体为：
步骤6.1）对步骤5）得到的载荷循环计数矩阵进行威布尔分布参数检验，并获取威布尔参数分布的参数估计值，包括尺度参数和形状参数，如式（6-1）
Figure SMS_44
（6-1）
其中：N为累计频次；
Figure SMS_45
为载荷时间历程累计频次；x为载荷的随机变量；θ为威布尔分布的尺度参数；λ为威布尔分布的形状参数；
步骤6.2）依据所生成载荷循环的威布尔概率分布确定不同工作模式的概率密度函数，根据发动机、驱动电机和发电机所能承受的载荷分布边界条件，依据目标期望里程或寿命设计要求，利用不同工作模式的概率密度函数产生随机载荷点，获得扩充后的载荷循环计数矩阵；
步骤6.3）分析原始载荷分布数据、扩充载荷分布数据以及目标零部件结构强度对应的载荷严重度，确保扩充载荷分布数据的载荷严重度不超过目标零部件结构强度对应的载荷严重度，又强于原始载荷分布数据对应的载荷严重度，其中，载荷严重度利用目标零部件的伪损伤u或等效载荷幅值
Figure SMS_46
进行度量。
优选地，步骤7）具体为：导入混动传动系统中待试验的目标零部件结构与材料特性，根据能量流路径对不同目标零部件载荷分布进行逆推，获取对应目标零部件的载荷循环计数矩阵，依据目标零部件目标寿命计算其最大载荷的等效载荷幅值
Figure SMS_47
，如式（7-1）；
Figure SMS_48
（7-1）
其中：K为外插因子，即目标寿命里程与载荷测试里程的比值，u为目标零部件的伪损伤，即全部载荷循环的加权和，
Figure SMS_49
为等效循环数，根据目标零部件的疲劳准则，高周疲劳选105~107，低周疲劳选102~104，λ为损伤指数，选值范围为3~7。
优选地，步骤8）具体为：
步骤8.1）在试验载荷谱中考虑不同转速水平的影响，将目标零部件对应的连续载荷谱转换为不同等级的离散载荷谱进行台架加载试验，索引对应的发动机、驱动电机和发电机转速状态，依据步骤7）对应的等效载荷幅值
Figure SMS_50
计算等效转速状态/>
Figure SMS_51
，如式（8-1）所示;
Figure SMS_52
（8-1）
其中，
Figure SMS_53
，/>
Figure SMS_54
，/>
Figure SMS_55
为不同离散等级对应的转速状态、采样时间以及载荷幅值，m为载荷谱对应的分级数目，/>
Figure SMS_56
为台架测试总时间；
步骤8.2）根据目标部件设计要求，剔除载荷范围值内10~15%分位的小载荷值；
步骤8.3）以所获取不同部件的最大载荷作为基准进行划分，Conover比值系数1.000、0.950、0.850、0.725、0.575、0.425、0.275、0.125进行八级不等间隔划分或者按等值间隔进行划分或实际需求进行离散划分。
优选地，所述编制方法还包括：步骤9）根据实际产品开发所需进行加速试验获取目标零部件失效表现：
在台架试验中重复施加试验载荷谱进行测试；如果步骤8）所生成的试验载荷进行重复试验耗时过长，则对试验载荷谱进行等效转换，在保留转速不变的前提下，在步骤8）所获取的分级试验载荷谱的基础上乘以加速因子进行振幅加速，加速因子结合目标零部件的损伤模型进行制定，在损伤指数一定时，增大载荷计算对应累计损伤，相比于基准载荷增加的累计损伤即为加速因子，对应目标零部件的累计损伤模型如式（9-1）所示，
Figure SMS_57
（9-1）
其中，D为所有载荷的累计损伤，
Figure SMS_58
为不同离散等级对应的累计频次，α为目标零部件的疲劳强度。
本发明相对于现有技术，优点与积极效果在于：
1）本发明提出了一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，并作为台架测试的载荷输入，能够快速有效地验证混动传动系统的失效载荷分布与工作强度情况，从而分析混动传动系统部件预期寿命，满足用户需求，以保证其可靠性与耐久性。
2）本发明充分考虑了工况生成和能量管理策略对载荷谱制定的影响，有效解决载荷信息获取不全面的问题。
3）本发明所提方法可在混动传动系统样机试制后，利用生成的试验载荷谱对目标零部件进行测试验证。一方面，无需搭载实车进行试验，节约试验成本且缩短混动传动系统开发周期；另一方面，能够通过本发明所提出的载荷谱生成方法，快速找出目标零部件的薄弱点或失效表现，以在设计初期进行快速优化调整。
4）本发明所提方法将混动传动系统载荷谱的设计流程进行模块化集成，可有效适用于不同混动传动系统构型的载荷谱设计，通用性强，避免载荷数据的分散，降低载荷分析过程中的不确定性。
5）基于小样本工况数据能够快速随机生成期望的目标工况，并通过不同能量管理策略获取轮端载荷分布，进一步将载荷分布历程进行复合，体现了载荷分布的差异性，进而反映不同零部件的强度分布。
6）拟合扩充的载荷谱能够充分估计大幅值载荷循环的载荷严重度，所生成的试验载荷谱考虑了转速和载荷幅值对目标零部件的共同作用，且可通过加速试验进行测试验证，提高开发效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1是本发明基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法流程示意图。
具体实施方式
为能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，为本发明基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法流程示意图。具体实施环节包括：第一步，通过提取小样本工况数据特征面向混动传动系统设计要求生成目标驾驶工况；第二步，构建混动传动系统物理模型和能量流传递路径，以计算不同零部件的载荷分布状态，为载荷谱制定提供目标研究对象；第三步，构建具有载荷差异性表现的能量管理策略，本步可结合第一步生成的随机工况进行多批次载荷数据获取，根据不同工况和不同能量管理策略获取的载荷分布数据能够体现载荷的差异性；第四步，压缩并提取不同工作模式下轮端载荷分布与时间历程曲线；第五步，根据不同工作模式下轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应发动机、驱动电机以及发电机的载荷循环计数矩阵；第六步，基于第五步结果，拟合扩充载荷循环分布并估计载荷分布严重度；第七步，逆推混动传动系统零部件在不同工作模式下的载荷分布；第八步，转化为可加载至台架试验的离散分级试验载荷谱；第九步，根据实际产品开发需求可选择该步，加速试验获取目标零部件失效表现。
为进一步理解一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法的实施过程，以下通过具体实施例对本发明的上述技术方案进行详细说明。
步骤1：面向混动传动系统设计要求生成目标驾驶工况。
首先，获取混动传动系统对标车型的工况数据，所确定的基础驾驶工况为高速工况、市郊工况、山区道路工况、城市畅通/拥堵工况等多类工况。通过提取不同工况下的加速片段、匀速片段、滑行片段、减速片段，统计分析不同片段的速度特征，包括速度变化起点与终点、速度变化范围、速度持续时间，形成不同工况下的速度片段特征，并构建不同工况下速度状态的马尔可夫状态转移矩阵，如式（1-1）所示。
Figure SMS_59
（1-1）
其中，i为当前时刻，j为下一时刻，从当前速度状态
Figure SMS_60
转移到下一速度状态
Figure SMS_61
的转移概率为/>
Figure SMS_62
，n为马尔可夫转移步数，不同速度状态之间进行转移形成马尔可夫状态转移概率矩阵。
其次，面向目标车型能力和用户需求，结合混动传动系统的载荷需求，分析不同工况片段的占比权重。根据目标车型能力和用户需求调研，分析高速工况、市郊工况、山区道路工况、城市畅通工况、城市拥堵工况的行驶比例为
Figure SMS_66
，/>
Figure SMS_68
，/>
Figure SMS_73
，/>
Figure SMS_65
和/>
Figure SMS_69
，不同工况对应的混动传动系统损伤强度不一，如山区道路工况损伤强度较大，通过目标混动传动系统的零部件材料定义不同工况片段的损伤强度为/>
Figure SMS_72
，/>
Figure SMS_75
，/>
Figure SMS_63
，/>
Figure SMS_67
和/>
Figure SMS_71
，进一步计算不同工况片段的占比为/>
Figure SMS_76
，/>
Figure SMS_64
，/>
Figure SMS_70
，
Figure SMS_74
，/>
Figure SMS_77
，其中k=1,2…5。/>
最后，生成目标驾驶工况。上述步骤确定了不同工况的占比权重，设定混动传动系统的期望总里程，得到不同工况的目标里程。在相同工况下，利用速度状态的马尔可夫状态转移概率矩阵生成速度序列事件，同一速度事件对应有不同速度片段特征，可将速度片段特征随机抽样，使该速度事件对应生成速度曲线，不同速度事件逐次拼接，形成具体速度曲线，直至累计行驶里程满足该工况片段下的目标里程。最后，每一工况重复相同流程，拼接不同工况速度表现，生成目标驾驶工况。
步骤2：构建混动传动系统物理模型和能量流传递路径。首先，构建混动汽车的整车动力学模型，包括滚动阻力模型、空气阻力模型、坡度阻力模型以及加速阻力模型，确定目标车型在不同工况下的功率需求，如式（2-1）所示。其次，确定混动传动系统的拓扑构型，不限于串联、并联、串并联、功率分流等混动构型，并确定传动系统与发动机、驱动电机、发电机之间的连接关系，从而分析混动传动系统可能具有的工作模式，包括单电机驱动模式、双电机驱动模式、串联增程模式、并联混动模式、制动能量回收模式，其中，并联混动模式包括发动机充电模式、发动机直驱模式以及发动机联合驱动模式。最后，确定不同工作模式能量流的传递路径，以及能量流路径上所涉及的零部件组成，如齿轮、轴承、离合器、传动轴等组件，以计算不同零部件的载荷分布状态，为目标研究对象制定载荷谱。
Figure SMS_78
（2-1）
其中，
Figure SMS_79
为克服阻力所需要的总功率，/>
Figure SMS_80
为克服滚阻所需的功率，/>
Figure SMS_81
为克服风阻所需的功率，/>
Figure SMS_82
为克服坡度所需的功率，/>
Figure SMS_83
克服加速阻力所需的功率。
步骤3：构建具有载荷差异性表现的能量管理策略。混动传动系统在不同能量管理策略下所表现的载荷特性不同，应充分考虑载荷差异性所带来的影响。在步骤1中所获取的目标驾驶工况下，本步通过构建不同类型的能量管理策略对步骤2所确定的混动传动系统进行仿真测试，以时序方式将不同能量管理策略下的轮端载荷分布复合在一起，以不同时刻下最大载荷状态为基准，进一步根据能量流传递路径获取不同工作模式下不同零部件的载荷分布状态。
进一步，步骤3所提到的能量管理策略，包括基于规则、基于瞬时优化、基于滚动优化、基于全局优化的能量管理策略，可根据实际要求增设不同能量管理策略。
其中，基于规则的能量管理策略，可采用电量消耗-电量维持策略，确定性规则控制策略、模糊性规则控制策略、基于工程经验标定的规则控制策略；基于瞬时优化的能量管理策略，可采用等效燃油消耗最小策略、自适应等效燃油消耗最小策略、庞特里亚金最小值原理策略、深度强化学习策略等；基于滚动优化的策略可采用模型预测控制策略、迭代动态规划策略等；基于全局优化的策略可采用动态规划策略。
进一步地，即使工作在相同工况、相同车辆下所采用的工作模式和所获取的载荷分布状态也是不一样的。因此，由于工况的时序是一样的，复合其在不同能量管理策略下的轮端载荷分布状态，并取最大载荷状态对应的能量流状态表现作为基准，以获取其对应的不同工作模式下发动机、驱动电机和发电机随时间序列变化的扭矩和转速状态。本步可结合步骤1生成的随机工况获取多批次载荷数据。
步骤4：压缩并提取轮端载荷与时间历程。第一步，提取步骤3混动传动系统在不同工作模式的轮端载荷分布
Figure SMS_84
。第二步，从时间历程维度对不同工作模式下的轮端载荷分布进行压缩，处理时间序列数据中幅值突变的离群值以及幅值变化频繁且数值差在阈值范围内的振荡值；第三步，从载荷分布维度，确定载荷分布的峰值与谷值，剔除载荷分布过程中包含在峰谷值循环内的非峰谷值以及载荷分布过程中幅值较小的循环数据，从而压缩并提取不同工作模式下轮端载荷分布与时间历程曲线。
其中，第二步，从时间历程维度对不同工作模式下的轮端载荷分布进行压缩，首先确定载荷分布过程中的特征数据，包括最大值、最小值等特征值，并确定载荷分布约束边界条件，对于幅值突变的离群值，依据载荷分布的边界约束条件进行检测，将载荷分布范围以外的离群值进行剔除；对于幅值变化频繁且数值差在阈值范围内的振荡值，将拐点进行离散化并计算数值差，通过遍历计算拐点值之间的数值差，将差值在一定阈值范围内的振荡值进行剔除并拼接剩余载荷值。
其中，第三步，剔除载荷分布过程中包含在峰谷值循环内的非峰谷值以及载荷分布过程中幅值较小的循环数据。对于相邻位置载荷值相同的点，通过依次提取相邻两个位置的载荷值进行判断，若相等则删除后者，并将下一项与前者比较，否则，保留前者数据并将下一项作为起始项数据，如式（4-1）；对于峰谷循环过程中的非峰谷值，需对连续四个载荷值进行判断，通过判断相邻两个载荷数值差的乘积，剔除乘积小于0的非峰谷值，如式（4-2），逐次迭代分析进行剔除；设定小循环幅值阈值，判断一个小循环内的所有值是否在阈值范围内，均处于阈值范围则剔除小循环数据。
Figure SMS_85
（4-1）
Figure SMS_86
（4-2）
其中，k代表不同工作模式，t代表时间序列。
步骤5：统计并索引获取不同工作模式下动力源的转速转矩状态。本步对步骤4经过预处理的轮端载荷与时间历程进行统计分析。首先，统计混动传动系统在不同工作模式下的轮端载荷循环分布以及各工作模式下的有效持续时间；其次，将载荷分布时序进行离散化，对载荷时序起始4个点进行初始化，分别为
Figure SMS_88
，/>
Figure SMS_91
，/>
Figure SMS_95
，/>
Figure SMS_89
，如果/>
Figure SMS_94
和/>
Figure SMS_98
的最小值小于/>
Figure SMS_99
和/>
Figure SMS_87
的最小值，同时满足/>
Figure SMS_92
和/>
Figure SMS_97
的最大值小于/>
Figure SMS_100
和/>
Figure SMS_90
的最大值，则/>
Figure SMS_93
和/>
Figure SMS_96
则为载荷循环的起始值和终值，并对该载荷循环进行计数。随后，将已计数的载荷循环移除，按时序数据逐次填充新的载荷点，参照上述步骤对全部载荷历程进行循环计数，直至载荷历程完成计数，形成一定总数的载荷循环片段。最后，构建混动传动系统在不同工作模式下的轮端载荷计数三维矩阵，其三维坐标体系中的平面坐标可根据载荷幅值的实际取值范围进行等间隔离散化形成计数矩阵，三维纵坐标为不同载荷循环片段的计数值，进而通过统计分析形成载荷循环计数矩阵。
进一步，根据不同工作模式下轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应发动机、驱动电机以及发电机的载荷循环计数矩阵，为进一步载荷拟合扩充提供数据基础。
步骤6：拟合扩充载荷循环分布并估计载荷分布严重度。由于混动传动系统及其零部件设计时需考虑预期寿命目标，而步骤5所统计的载荷循环计数矩阵是有限时域内的载荷分布，因此，需对发动机、驱动电机和发电机的载荷循环分布进行拟合扩充。首先，对步骤5的载荷循环计数矩阵进行威布尔分布参数检验，并获取威布尔参数分布的参数估计值，包括尺度参数和形状参数，如式（6-1），对于步骤3中所获取的轮端载荷循环分布时域越长，载荷数据量越多，所拟合的载荷分布越准确。
Figure SMS_101
（6-1）
其中：N为累计频次；
Figure SMS_102
为载荷时间历程累计频次；x为载荷的随机变量；θ为威布尔分布的尺度参数；λ为威布尔分布的形状参数。
其次，依据所生成载荷循环的威布尔概率分布确定不同工作模式下的概率密度函数。根据发动机、驱动电机和发电机所能承受的载荷分布边界条件，依据目标期望里程或寿命设计要求，利用威布尔分布概率密度函数产生随机载荷点，获得扩充后的载荷循环计数矩阵。
最后，分析原始载荷分布数据、扩充载荷分布数据以及目标零部件结构强度对应的载荷严重度，确保扩充载荷分布数据的载荷严重度不超过目标零部件结构强度对应的载荷严重度，又强于原始载荷分布数据对应的载荷严重度。其中，载荷严重度可利用目标零部件的伪损伤u或等效载荷幅值
Figure SMS_103
进行度量。
步骤7：逆推混动传动系统零部件在不同工作模式下的载荷分布。本步骤可以导入混动传动系统中待试验的零部件结构与材料特性，根据能量流传递路径对不同零部件载荷分布进行逆推，获取对应零部件的载荷循环计数矩阵。进一步，可根据目标零部件目标寿命计算其最大载荷的等效载荷幅值
Figure SMS_104
，如式（7-1）。
Figure SMS_105
（7-1）
其中：K为外插因子，即目标寿命里程与载荷测试里程的比值，u为目标零部件的伪损伤，即全部载荷循环的加权和，
Figure SMS_106
为等效循环数，根据目标零部件的疲劳准则，高周疲劳选105~107，低周疲劳选102~104，λ为损伤指数，选值范围为3~7。
步骤8：转化为可加载的离散分级试验载荷谱。目前载荷谱设计多将二维载荷转化为一维载荷谱，忽视了转速和转矩耦合后对零部件产生的影响。本发明在试验载荷谱中考虑不同转速水平的影响，将目标测试零部件对应的连续载荷谱转换为不同等级的离散载荷谱进行台架加载试验，索引对应的发动机、驱动电机和发电机转速状态，依据步骤7可根据对应的等效载荷幅值
Figure SMS_107
计算等效转速状态/>
Figure SMS_108
，如式（8-1）所示。同时，根据目标部件设计要求，剔除载荷范围值内10~15%分位的小载荷值，进一步，以所获取不同部件的最大载荷作为基准进行划分，可优选Conover比值系数1.000、0.950、0.850、0.725、0.575、0.425、0.275、0.125进行八级不等间隔划分或者按等值间隔进行划分，如表1所示在实际试验载荷谱制定过程中，可根据实际需求进行离散划分。
Figure SMS_109
（8-1）/>
其中，
Figure SMS_110
，/>
Figure SMS_111
，/>
Figure SMS_112
为不同离散等级对应的转速状态，对应的采样时间以及对应的载荷幅值，m为载荷谱对应的分级数目，/>
Figure SMS_113
为台架测试总时间。
表1可加载至台架试验的离散分级试验载荷谱示意
Figure SMS_114
步骤9：加速试验获取目标零部件失效表现。为快速观测各部件的失效表现，可在台架试验中重复施加试验载荷谱进行测试。但如果步骤8所生成的试验载荷进行重复试验耗时过长，可对试验载荷谱进行等效转换，在保留转速不变的前提下，在步骤8所获取的分级试验载荷谱的基础上乘以加速因子实现振幅加速，加速因子的确定需结合目标零部件的损伤模型进行制定，对应零部件的累计损伤模型如式（9-1）所示，在损伤指数一定时，增大载荷计算对应累计损伤，相比于基准载荷增加的累计损伤即为加速因子。本步可在较短的时间成本内获取目标零部件的失效表现并预估零部件寿命。
Figure SMS_115
（9-1）
其中，D为所有载荷的累计损伤，
Figure SMS_116
为不同离散等级对应的累计频次，α为目标零部件的疲劳强度。
本发明相对于现有技术，优点与积极效果在于：
1）本发明提出了一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，并作为台架测试的载荷输入，能够快速有效地验证混动传动系统的失效载荷分布与工作强度情况，从而分析混动传动系统部件预期寿命，满足用户需求，以保证其可靠性与耐久性。
2）本发明充分考虑了工况生成和能量管理策略对载荷谱制定的影响，有效解决载荷信息获取不全面的问题。
3）本发明所提方法可在混动传动系统样机试制后，利用生成的试验载荷谱对目标零部件进行测试验证。一方面，无需搭载实车进行试验，节约试验成本且缩短混动传动系统开发周期；另一方面，能够通过本发明所提出的载荷谱生成方法，快速找出目标零部件的薄弱点或失效表现，以在设计初期进行快速优化调整。
4）本发明所提方法将混动传动系统载荷谱的设计流程进行模块化集成，可有效适用于不同混动传动系统构型的载荷谱设计，通用性强，避免载荷数据的分散，降低载荷分析过程中的不确定性。
5）基于小样本工况数据能够快速随机生成期望的目标工况，并通过不同能量管理策略获取轮端载荷分布，进一步将载荷分布历程进行复合，体现了载荷分布的差异性，进而反映不同零部件的强度分布。
6）拟合扩充的载荷谱能够充分估计大幅值载荷循环的载荷严重度，所生成的试验载荷谱考虑了转速和载荷幅值对目标零部件的共同作用，且可通过加速试验进行测试验证，提高开发效率。
以上所述仅为本发明的实施按例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1）通过提取小样本工况数据特征，面向混动传动系统设计要求生成目标驾驶工况；
步骤2）构建混动传动系统的物理模型和能量流路径；
步骤3）构建具有载荷差异性表现的能量管理策略，结合步骤1）生成的目标驾驶工况进行多批次载荷数据获取；
步骤4）压缩并提取不同工作模式下轮端载荷分布与时间历程曲线；
步骤5）根据不同工作模式的轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应发动机、驱动电机以及发电机的载荷循环计数矩阵；
步骤6）基于步骤5）的结果，拟合扩充载荷循环分布并估计载荷分布严重度；
步骤7）逆推混动传动系统目标零部件在不同工作模式的载荷分布；
步骤8）转化为可加载至台架试验的离散分级试验载荷谱。
2.根据权利要求1所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤1）具体如下：
步骤1.1）获取混动传动系统对标车型的工况数据，提取不同工况下的片段，统计分析所述片段的速度特征形成不同工况下的片段的速度特征，并构建不同工况下速度状态的马尔可夫状态转移概率矩阵，如式（1-1）所示；
Figure QLYQS_1
（1-1）
其中，i为当前时刻，j为下一时刻，从当前速度状态
Figure QLYQS_2
转移到下一速度状态/>
Figure QLYQS_3
的转移概率为/>
Figure QLYQS_4
，n为马尔可夫转移步数；
所述不同工况包括高速工况、市郊工况、山区道路工况、城市畅通工况和城市拥堵工况；所述片段包括加速片段、匀速片段、滑行片段、减速片段，所述速度特征包括速度变化起点与终点、速度变化范围、速度持续时间；
步骤1.2）面向目标车型能力和用户需求，结合混动传动系统的载荷需求，分析不同工况的片段的占比权重：
根据目标车型能力和用户需求，分析高速工况、市郊工况、山区道路工况、城市畅通工况、城市拥堵工况的行驶比例为
Figure QLYQS_6
，/>
Figure QLYQS_10
，/>
Figure QLYQS_14
，/>
Figure QLYQS_7
和/>
Figure QLYQS_12
，通过混动传动系统的目标零部件材料定义不同工况的片段的损伤强度为/>
Figure QLYQS_16
，/>
Figure QLYQS_19
，/>
Figure QLYQS_5
，/>
Figure QLYQS_9
和/>
Figure QLYQS_13
，进一步计算不同工况的片段的占比权重为/>
Figure QLYQS_17
，/>
Figure QLYQS_8
，/>
Figure QLYQS_11
，
Figure QLYQS_15
，/>
Figure QLYQS_18
，其中k=1,2…5；
步骤1.3）生成目标驾驶工况，具体如下：
步骤1.3.1）上述步骤1.2）确定了不同工况的片段的占比权重，设定混动传动系统的期望总里程，得到不同工况的目标里程；
步骤1.3.2）在相同工况下，利用速度状态的马尔可夫状态转移概率矩阵生成速度序列事件，同一速度事件对应有不同速度片段特征，将速度片段特征随机抽样，使该速度事件对应生成速度曲线，不同速度事件逐次拼接，形成具体速度曲线，直至累计行驶里程满足该工况片段下的目标里程；
步骤1.3.3）每一不同工况重复相同流程，拼接不同工况速度事件和速度曲线，生成目标驾驶工况。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤2）具体如下：
步骤2.1）构建混动汽车的整车动力学模型，包括滚动阻力模型、空气阻力模型、坡度阻力模型以及加速阻力模型，确定目标车型在不同工况下的功率需求，如式（2-1）所示；
Figure QLYQS_20
（2-1）
其中，
Figure QLYQS_21
为克服阻力所需要的总功率，/>
Figure QLYQS_22
为克服滚阻所需的功率，/>
Figure QLYQS_23
为克服风阻所需的功率，/>
Figure QLYQS_24
为克服坡度所需的功率，/>
Figure QLYQS_25
克服加速阻力所需的功率；
步骤2.2）确定混动传动系统的拓扑构型，包括串联、并联、串并联、功率分流，并确定传动系统与发动机、驱动电机、发电机之间的连接关系，分析混动传动系统的不同工作模式，包括单电机驱动模式、双电机驱动模式、串联增程模式、并联混动模式、制动能量回收模式，其中，并联混动模式包括发动机充电模式、发动机直驱模式以及发动机联合驱动模式；
步骤2.3）确定不同工作模式的能量流路径，以及能量流路径上所涉及的目标零部件组成，如齿轮、轴承、离合器、传动轴。
4.根据权利要求3所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤3）具体如下：
在步骤1)中所获取的目标驾驶工况下，通过构建不同类型的能量管理策略对步骤2)所确定的混动传动系统进行仿真测试，以时序方式将不同能量管理策略下的轮端载荷分布复合在一起，以不同时刻下最大载荷状态为基准，进一步根据能量流路径获取不同工作模式下不同目标零部件的载荷分布状态；
所述能量管理策略包括基于规则、基于瞬时优化、基于滚动优化、基于全局优化的能量管理策略；
其中，基于规则的能量管理策略采用电量消耗-电量维持策略、确定性规则控制策略、模糊性规则控制策略、基于工程经验标定的规则控制策略；基于瞬时优化的能量管理策略采用等效燃油消耗最小策略、自适应等效燃油消耗最小策略、庞特里亚金最小值原理策略、深度强化学习策略；基于滚动优化的能量管理策略采用模型预测控制策略、迭代动态规划策略；基于全局优化的能量管理策略采用动态规划策略。
5.根据权利要求4所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤4）具体如下：
步骤4.1）提取步骤3）获得的不同工作模式的轮端载荷分布
Figure QLYQS_26
；
步骤4.2）从时间历程维度对不同工作模式的轮端载荷分布
Figure QLYQS_27
进行压缩，处理时间序列数据中幅值突变的离群值以及幅值变化频繁且数值差在阈值范围内的振荡值，具体包括：
步骤4.2.1）确定载荷分布过程中的特征数据，包括最大值、最小值;
步骤4.2.2）确定载荷分布约束边界条件，对于幅值突变的离群值，依据载荷分布的边界约束条件进行检测;
步骤4.2.3）将载荷分布范围以外的离群值剔除；
步骤4.2.4）对于幅值变化频繁且数值差在阈值范围内的振荡值，将拐点进行离散化并计算数值差，通过遍历计算拐点值之间的数值差，将差值在一定阈值范围内的振荡值进行剔除并拼接剩余载荷值；
步骤4.3）从载荷分布维度确定载荷分布的峰值与谷值，剔除载荷分布过程中包含在峰谷值循环内的非峰谷值以及载荷分布过程中幅值较小的循环数据，压缩并提取不同工作模式的轮端载荷分布与时间历程曲线；
步骤4.3）中，剔除载荷分布过程中包含在峰谷值循环内的非峰谷值以及载荷分布过程中幅值较小的循环数据包括：
对于相邻位置载荷值相同的点，通过依次提取相邻两个位置的载荷值进行判断，若相等则删除后者，并将下一项与前者比较，否则，保留前者数据并将下一项作为起始项数据，如式（4-1）；
Figure QLYQS_28
（4-1）
其中，k代表不同工作模式，t代表时间序列；
对于峰谷循环过程中的非峰谷值，需对连续四个载荷值进行判断，通过判断相邻两个载荷数值差的乘积，剔除乘积小于0的非峰谷值，如式（4-2），逐次迭代分析进行剔除；
Figure QLYQS_29
（4-2）
设定小循环幅值阈值，判断一个小循环内的所有值是否在阈值范围内，均处于阈值范围则剔除小循环数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤5）具体为：
步骤5.1）对步骤4）获得的轮端载荷分布与时间历程曲线进行统计分析，统计混动传动系统在不同工作模式的轮端载荷循环分布以及各工作模式的有效持续时间，具体如下：
步骤5.1.1）将载荷分布时序进行离散化，对载荷时序起始4个点进行初始化，分别为
Figure QLYQS_32
，/>
Figure QLYQS_36
，/>
Figure QLYQS_40
，/>
Figure QLYQS_33
，如果/>
Figure QLYQS_37
和/>
Figure QLYQS_41
的最小值小于/>
Figure QLYQS_43
和
Figure QLYQS_30
的最小值，同时满足/>
Figure QLYQS_34
和/>
Figure QLYQS_38
的最大值小于/>
Figure QLYQS_42
和/>
Figure QLYQS_31
的最大值，则/>
Figure QLYQS_35
和/>
Figure QLYQS_39
则为载荷循环的起始值和终值，并对该载荷循环进行计数；
步骤5.1.2）将已计数的载荷循环移除，按时序数据逐次填充新的载荷点；
步骤5.1.3）参照上述步骤5.1.1）-步骤5.1.2）对全部载荷历程进行循环计数，直至载荷历程完成计数，形成一定总数的载荷循环片段；
步骤5.2）构建混动传动系统在不同工作模式的轮端载荷计数三维矩阵，其三维坐标体系中的平面坐标根据载荷幅值的实际取值范围进行等间隔离散化形成计数矩阵，三维纵坐标为不同载荷循环片段的计数值，进而通过统计分析形成载荷循环计数矩阵；
步骤5.3）根据不同工作模式的轮端载荷循环计数矩阵，索引取值对应发动机、驱动电机以及发电机的载荷循环计数矩阵。
7. 根据权利要求6所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤6）具体为：
步骤6.1）对步骤5）得到的载荷循环计数矩阵进行威布尔分布参数检验，并获取威布尔参数分布的参数估计值，包括尺度参数和形状参数，如式（6-1）
Figure QLYQS_44
（6-1）
其中：N为累计频次；
Figure QLYQS_45
为载荷时间历程累计频次；x为载荷的随机变量；θ为威布尔分布的尺度参数；λ为威布尔分布的形状参数；
步骤6.2）依据所生成载荷循环的威布尔概率分布确定不同工作模式的概率密度函数，根据发动机、驱动电机和发电机所能承受的载荷分布边界条件，依据目标期望里程或寿命设计要求，利用不同工作模式的概率密度函数产生随机载荷点，获得扩充后的载荷循环计数矩阵；
步骤6.3）分析原始载荷分布数据、扩充载荷分布数据以及目标零部件结构强度对应的载荷严重度，确保扩充载荷分布数据的载荷严重度不超过目标零部件结构强度对应的载荷严重度，又强于原始载荷分布数据对应的载荷严重度，其中，载荷严重度利用目标零部件的伪损伤u或等效载荷幅值
Figure QLYQS_46
进行度量。
8.根据权利要求7所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤7）具体为：
导入混动传动系统中待试验的目标零部件结构与材料特性，根据能量流路径对不同目标零部件载荷分布进行逆推，获取对应目标零部件的载荷循环计数矩阵，依据目标零部件目标寿命计算其最大载荷的等效载荷幅值
Figure QLYQS_47
，如式（7-1）；
Figure QLYQS_48
（7-1）
其中：K为外插因子，即目标寿命里程与载荷测试里程的比值，u为目标零部件的伪损伤，即全部载荷循环的加权和，
Figure QLYQS_49
为等效循环数，λ为损伤指数。
9.根据权利要求8所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，步骤8）具体为：
步骤8.1）在试验载荷谱中考虑不同转速水平的影响，将目标零部件对应的连续载荷谱转换为不同等级的离散载荷谱进行台架加载试验，索引对应的发动机、驱动电机和发电机转速状态，依据步骤7）对应的等效载荷幅值
Figure QLYQS_50
计算等效转速状态/>
Figure QLYQS_51
，如式（8-1）所示；
Figure QLYQS_52
（8-1）
其中，
Figure QLYQS_53
，/>
Figure QLYQS_54
，/>
Figure QLYQS_55
为不同离散等级对应的转速状态，对应的采样时间以及对应的载荷幅值，m为载荷谱对应的分级数目，/>
Figure QLYQS_56
为台架测试总时间；/>
步骤8.2）根据目标部件设计要求，剔除载荷范围值内10~15%分位的小载荷值；
步骤8.3）以所获取不同部件的最大载荷作为基准进行划分，Conover比值系数1.000、0.950、0.850、0.725、0.575、0.425、0.275、0.125进行八级不等间隔划分或者按等值间隔进行划分或实际需求进行离散划分。
10.根据权利要求8所述的一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法，其特征在于，所述编制方法还包括：步骤9）根据实际产品开发所需进行加速试验获取目标零部件失效表现：
在台架试验中重复施加试验载荷谱进行测试；如果步骤8）所生成的试验载荷进行重复试验耗时过长，则对试验载荷谱进行等效转换，在保留转速不变的前提下，在步骤8）所获取的分级试验载荷谱的基础上乘以加速因子进行振幅加速，加速因子结合目标零部件的损伤模型进行制定，在损伤指数一定时，增大载荷计算对应累计损伤，相比于基准载荷增加的累计损伤即为加速因子，对应目标零部件的累计损伤模型如式（9-1）所示，
Figure QLYQS_57
（9-1）
其中，D为所有载荷的累计损伤，
Figure QLYQS_58
为不同离散等级对应的累计频次，α为目标零部件的疲劳强度。/>
CN202310402544.XA 2023-04-17 2023-04-17 一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法 Active CN116183220B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310402544.XA CN116183220B (zh) 2023-04-17 2023-04-17 一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310402544.XA CN116183220B (zh) 2023-04-17 2023-04-17 一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116183220A true CN116183220A (zh) 2023-05-30
CN116183220B CN116183220B (zh) 2023-06-30

Family

ID=86434723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310402544.XA Active CN116183220B (zh) 2023-04-17 2023-04-17 一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116183220B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011106356A1 (de) * 2011-07-02 2012-01-05 Daimler Ag Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs mit einem Elektro- oder Hybridantrieb
CN103674571A (zh) * 2014-01-03 2014-03-26 重庆市科学技术研究院 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法
CN111581893A (zh) * 2020-04-03 2020-08-25 上海理工大学 一种电驱动总成机械系统可靠性试验载荷谱的编制方法
CN113392471A (zh) * 2021-06-30 2021-09-14 华南农业大学 混合动力电动汽车减速器载荷谱编制方法、介质和设备
CN114840920A (zh) * 2022-04-20 2022-08-02 华南农业大学 一种混合动力乘用车机电耦合装置载荷谱编制方法
CN114943116A (zh) * 2022-05-07 2022-08-26 无锡明恒混合动力技术有限公司 一种基于混动变速器的台架试验载荷谱生成方法
US20220364953A1 (en) * 2020-08-07 2022-11-17 University Of Shanghai For Science And Technology Compilation Method for Reliability Test Load Spectrum of High-Speed Bearing of Electric Drive System
CN115935499A (zh) * 2022-10-24 2023-04-07 东风汽车集团股份有限公司 混合动力耦合箱载荷谱构建方法及相关设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011106356A1 (de) * 2011-07-02 2012-01-05 Daimler Ag Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs mit einem Elektro- oder Hybridantrieb
CN103674571A (zh) * 2014-01-03 2014-03-26 重庆市科学技术研究院 用于室内台架试验的汽车传动系载荷谱采集、编制方法
CN111581893A (zh) * 2020-04-03 2020-08-25 上海理工大学 一种电驱动总成机械系统可靠性试验载荷谱的编制方法
US20220364953A1 (en) * 2020-08-07 2022-11-17 University Of Shanghai For Science And Technology Compilation Method for Reliability Test Load Spectrum of High-Speed Bearing of Electric Drive System
CN113392471A (zh) * 2021-06-30 2021-09-14 华南农业大学 混合动力电动汽车减速器载荷谱编制方法、介质和设备
CN114840920A (zh) * 2022-04-20 2022-08-02 华南农业大学 一种混合动力乘用车机电耦合装置载荷谱编制方法
CN114943116A (zh) * 2022-05-07 2022-08-26 无锡明恒混合动力技术有限公司 一种基于混动变速器的台架试验载荷谱生成方法
CN115935499A (zh) * 2022-10-24 2023-04-07 东风汽车集团股份有限公司 混合动力耦合箱载荷谱构建方法及相关设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李雯;张承宁;宋强;王志福;武小花;: "混合动力汽车电机驱动系统二维载荷谱研究", 农业机械学报, no. 07 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116183220B (zh) 2023-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111581893B (zh) 一种电驱动总成机械系统可靠性试验载荷谱的编制方法
Sun et al. Velocity predictors for predictive energy management in hybrid electric vehicles
CN106712037B (zh) 一种考虑电动汽车充电特性和负荷波动极限的电力系统静态电压稳定性评估方法
CN110543098B (zh) 插电式混合动力系统构型的选择方法
CN111191824B (zh) 一种动力电池容量衰减预测方法及系统
Yang et al. Markov chain-based approach of the driving cycle development for electric vehicle application
Opila et al. Real-world robustness for hybrid vehicle optimal energy management strategies incorporating drivability metrics
CN102270302A (zh) 一种基于灰色支持向量机的多应力加速寿命试验预测方法
Boukehili et al. Hybrid vehicle power management modeling and refinement
CN114662954A (zh) 车辆性能评估系统
CN111325402A (zh) 基于bp神经网络的电动汽车用户充电行为的预测方法
Goos et al. Automatic evaluation and optimization of generic hybrid vehicle topologies using dynamic programming
CN107133374A (zh) 一种模态工况的构建方法
Wang et al. Research on electric vehicle (EV) driving range prediction method based on PSO-LSSVM
CN113408192B (zh) 基于ga-fsvr的智能电表误差预测方法
CN116183220B (zh) 一种基于能量管理的混动汽车传动系统载荷谱编制方法
Xia et al. A predictive energy management strategy for multi-mode plug-in hybrid electric vehicle based on long short-term memory neural network
Shen et al. Real-time scenario-based stochastic optimal energy management strategy for HEVs
Felgenhauer et al. Geometric substitute models for efficient scaling of dimensions during vehicle architecture design
Zhang et al. Research on development of vehicle chassis dynamometer
CN106777692B (zh) 一种增压器涡轮与叶轮bx寿命预测方法
Taylor et al. Sizing tool for rapid optimisation of pack configuration at early-stage automotive product development
CN104598760A (zh) 一种储能电池典型工况制定方法
CN113987685A (zh) 一种纯电动汽车多工况下整车性能仿真方法及装置
CN115077907A (zh) 用于平原车型的高原工况性能测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant