一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法

摘要

本发明公开了一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，包括：确定目标混动传动系统构型与工作模式；确定目标匹配车型参数并构建车辆动力学模型；一级寻优，设计参数集合选值与敏感性分析；确定设计参数组与约束条件；确定目标驾驶工况与工作模式映射关系；二级寻优，正向仿真缩小设计参数组的范围；三级寻优，设置综合评价指标确定最终的设计参数组。该方法考虑不同电气和机械设计参数、满足多约束条件、考虑多评价指标和评价目标，兼顾计算效率和计算准确度，适用于具有不同构型的混动传动系统。

权利要求

1.一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，确定目标混动传动系统构型，并给出与其对应的结构特征和所具备的工作模式，根据设计目标和设计要求确定待寻优的设计参数集合；

S2，确定与目标混动传动系统匹配的目标车型，根据目标车型的车型参数构建车辆动力学模型；

S3，一级寻优：设定混动传动系统边界效果评价指标，基于车辆动力学模型确定不同边界效果评价指标对应的设计参数的基准优选值及边界范围；根据边界效果评价指标进行多因素敏感性分析，逐次遍历步骤S1的设计参数集合中的设计参数，得到设计参数的敏感性；

S4，根据设计参数的边界范围及敏感性，通过仿真确定设计参数的具体取值，组合不同取值的设计参数形成设计参数组，根据设计参数组确定目标混动传动系统工作的约束条件；

S5，利用步骤S3确定的设计参数的基准优选值，通过全局最优能量管理策略，确定目标混动传动系统的目标驾驶工况与工作模式的映射关系；

S6，二级寻优：根据目标驾驶工况与工作模式的映射关系，在目标混动传动系统工作的约束条件范围内，采用正向仿真对不同设计参数组进行计算分析，选择得到符合经济性和/或动力性评价指标的设计参数组；

S7，三级寻优：对经过二级寻优得到的设计参数组进行专家打分排序，选择得分TOP10或TOP20的设计参数组作为与目标混动传动系统构型匹配的设计参数组，确定最终的样机试制方案。

2.根据权利要求1所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S1，所述混动传动系统构型包括串联、并联、串并联、功率分流式混动传动系统；

所述结构特征包括动力与电气部件、机械部件；

所述工作模式包括纯电驱动模式、制动能量回收模式、串联增程模式、并联混合工作模式；

所述设计参数包括发动机设计参数、驱动电机参数、发电机参数、电池参数、电控系统参数、机械部件参数。

3.根据权利要求2所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S2，所述车辆动力学模型为：其中， 为车辆驱动力，由发动机、驱动电机或发电机提供， 为不同工作模式下动力源所提供的扭矩输出， 为速比， 为主减速比， 为传动效率，为轮胎半径； 为滚动阻力， 为空气阻力， 为坡度阻力， 为加速阻力， 为车辆质量，为重力加速度，为滚阻系数， 为空气阻力系数， 为迎风面积， 为车速，为爬坡度，为汽车旋转质量换算系数， 为车辆行驶加速度。

4.根据权利要求3所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：（1）设定混动传动系统边界效果评价指标，基于所述车辆动力学模型确定不同边界效果评价指标对应的设计参数的基准优选值，选取基准优选值的80%作为边界最小值，取基准优选值的120%作为边界最大值，形成设计参数的边界范围；

（2）假设影响给定边界效果评价指标的设计参数有 ；首先，确定影响边界效果评价指标的基准设计参数 ，求解对应边界效果评价指标值 ；其次，逐次替代不同设计参数 ， ， ，求解对应的边界

效果评价指标值 ， ， ；最后，分析不同设计参数改变对边界效果

评价指标的影响： ， ， 分

别为改变设计参数 对边界效果评价指标的影响，根据影响程度确定不同设计参数的敏感性。

5.根据权利要求4所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S4，根据设计参数的边界范围及敏感性，通过仿真确定设计参数的具体取值，具体为：根据设计参数的边界范围及敏感性，确定设计参数的遍历步长，其中对于敏感性大于等于给定阈值的设计参数范围进行等间隔划分，对于敏感性小于给定阈值的设计参数范围进行不等间隔划分，其中靠近优选值的参数间距小于远离优选值的参数间距；基于设计参数的遍历步长，通过仿真确定设计参数的具体取值。

6.根据权利要求5所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S5，所述目标驾驶工况为组合工况，按照目标车型的驾驶场景需求设定不同工况占比。

7.根据权利要求6所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S6，正向仿真过程中，按照以下方式调整工作模式：当电池SoC达到设定最大值时，暂停采用通过目标驾驶工况映射得到的工作模式，利用纯电驱动工作模式进行电量消耗，直至电池SoC达到平衡状态后再调整至通过目标驾驶工况映射得到的工作模式；当电池SoC达到设定最小值时，暂停采用通过目标驾驶工况映射得到的工作模式，利用串联增程工作模式进行电量补充，直至电池SoC达到平衡状态后再调整至通过目标驾驶工况映射得到的工作模式。

8.根据权利要求7所述的不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，其特征在于，所述步骤S6，当正向仿真的计算结果中电池能量实际到达的终点SoC值偏离所设定的目标SoC值时，进行终点能耗修正：将电池SoC终值偏离状态等效为燃油消耗，即

其中， 是等效燃油消耗， 是SoC变化为0对应的实际油耗值，是 等效转化为燃油消耗量的拟合因子；当 时，采用充电等效因子 ，当 时，采用放电等效因子 。

说明书

一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混动传动系统技术领域，特别是涉及一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法。

背景技术

[0002] 混合动力汽车是汽车产业实现节能目标的重要技术发展路线，混动传动系统是混动汽车中技术含量最高的核心总成，也是不同车企主打混动汽车品牌的关键核心点。对于不同构型混动传动系统参数设计与参数匹配将直接影响动力源的效率利用、工作模式选择以及整车节能与动力性表现效果。然而，混动传动系统的设计参数丰富多样，包括动力源参数、电气参数、机械参数等，不同设计参数遍历组合后将形成海量的参数设计空间，利用现有动态规划方法逐次遍历并搜索最优参数组合，不仅耗时费力，而且当设计目标与驾驶工况改变时，还需要重复迭代计算并验证计算结果，导致参数寻优效率大大降低。因此，设计一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，并提高设计参数寻优效率，对混动传动系统部件选型、样机试制、性能验证具有十分重要的意义。

[0003] 混动传动系统构型参数设计包括发动机参数设计、驱动电机参数设计、发电机参数设计、电池参数设计、离合器参数设计、机械齿轮传动比、其它机械部件参数设计，对于多挡位混动传动系统，还包括挡位数量、工作模式等参数设计，所定义的设计参数区间与参数步长将直接影响待仿真设计参数集的数量，对海量设计参数集进行逐次计算将耗费大量的算力和计算时间，因而，计算效率与计算准确度对于混动传动系统参数匹配与方案寻优将至关重要。此外，混动传动系统的不同评价指标和评价目标、驾驶工况变化也直接影响混动传动系统设计方案的确定。然而，设计参数类型与变量考虑越多，面对多样的评价指标、评价目标与驾驶工况，对于混动传动系统参数匹配与仿真计算将耗时越久，不利于部件选型与产品的快速迭代。因此，本发明提出一种考虑多设计参数、满足多约束条件、考虑多评价指标和评价目标，兼顾计算效率和计算准确度的混动传动系统参数匹配的寻优方法。

发明内容

[0004] 不同构型混动传动系统不仅具有海量的设计参数空间，而且在寻优过程中还需考虑不同约束条件、评价指标和评价目标、驾驶工况等因素。目前尚未有一种方法在设计参数匹配和寻优过程中既能够考虑不同影响因素的作用，又能对混动传动系统的设计参数进行快速寻优，并保证计算准确度。本发明将解决现有动态规划寻优方法耗时费力、寻优效率低的问题，同时，充分考虑专家经验并设置打分规则，防止设计方案陷入单项评价指标内进行局部优化。

[0005] 有鉴于此，本发明提出了一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，能够应用于不同构型混动传动系统的设计参数匹配和寻优，进而指导混动传动系统的部件选型与样机试制。

[0006] 本发明提供的一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，包括如下步骤：

[0007] S1，确定目标混动传动系统构型，并给出与其对应的结构特征和所具备的工作模式，根据设计目标和设计要求确定待寻优的设计参数集合；

[0008] S2，确定与目标混动传动系统匹配的目标车型，根据目标车型的车型参数构建车辆动力学模型；

[0009] S3，一级寻优：设定混动传动系统边界效果评价指标，基于车辆动力学模型确定不同边界效果评价指标对应的设计参数的基准优选值及边界范围；根据边界效果评价指标进行多因素敏感性分析，逐次遍历步骤S1的设计参数集合中的设计参数，得到设计参数的敏感性；

[0010] S4，根据设计参数的边界范围及敏感性，通过仿真确定设计参数的具体取值，组合不同取值的设计参数形成设计参数组，根据设计参数组确定目标混动传动系统工作的约束条件；

[0011] S5，利用步骤S3确定的设计参数的基准优选值，通过全局最优能量管理策略，确定目标混动传动系统的目标驾驶工况与工作模式的映射关系；

[0012] S6，二级寻优：根据目标驾驶工况与工作模式的映射关系，在目标混动传动系统工作的约束条件范围内，采用正向仿真对不同设计参数组进行计算分析，选择得到符合经济性和/或动力性评价指标的设计参数组；

[0013] S7，三级寻优：对经过二级寻优得到的设计参数组进行专家打分排序，选择得分TOP10或TOP20的设计参数组作为与目标混动传动系统构型匹配的设计参数组，确定最终的样机试制方案。

[0014] 进一步，所述步骤S1，所述混动传动系统构型包括串联、并联、串并联、功率分流式混动传动系统；

[0015] 所述结构特征包括动力与电气部件、机械部件；

[0016] 所述工作模式包括纯电驱动模式、制动能量回收模式、串联增程模式、并联混合工作模式；

[0017] 所述设计参数包括发动机设计参数、驱动电机参数、发电机参数、电池参数、电控系统参数、机械部件参数。

[0018] 进一步，所述步骤S2，所述车辆动力学模型为：

[0019]

[0020]

[0021]

[0022] 其中， 为车辆驱动力，由发动机、驱动电机或发电机提供， 为不同工作模式下动力源所提供的扭矩输出， 为速比， 为主减速比， 为传动效率，为轮胎半径；为滚动阻力， 为空气阻力， 为坡度阻力， 为加速阻力， 为车辆质量， 为重力加速度， 为滚阻系数， 为空气阻力系数， 为迎风面积， 为车速，为爬坡度，为汽车旋转质量换算系数， 为车辆行驶加速度。

[0023] 进一步，所述步骤S3具体为：

[0024] （1）设定混动传动系统边界效果评价指标，基于所述车辆动力学模型确定不同边界效果评价指标对应的设计参数的基准优选值，选取基准优选值的80%作为边界最小值，取基准优选值的120%作为边界最大值，形成设计参数的边界范围；

[0025] （2）假设影响给定边界效果评价指标的设计参数有 ；首先，确定影响边界效果评价指标的基准设计参数 ，求解对应边界效果评价指标值；其次，逐次替代不同设计参数 ， ， ，求解对应的边
界效果评价指标值 ， ， ；最后，分析不同设计参数改变对边界效
果评价指标的影响： ， ，
分别为改变设计参数 对边界效果评价指标的影响，根据影响程度确定不同设
计参数的敏感性。

[0026] 进一步，所述步骤S4，根据设计参数的边界范围及敏感性，通过仿真确定设计参数的具体取值，具体为：

[0027] 根据设计参数的边界范围及敏感性，确定设计参数的遍历步长，其中对于敏感性大于等于给定阈值的设计参数范围进行等间隔划分，对于敏感性小于给定阈值的设计参数范围进行不等间隔划分，其中靠近优选值的参数间距小于远离优选值的参数间距；基于设计参数的遍历步长，通过仿真确定设计参数的具体取值。

[0028] 进一步，所述步骤S5，所述目标驾驶工况为组合工况，按照目标车型的驾驶场景需求设定不同工况占比。

[0029] 进一步，所述步骤S6，正向仿真过程中，按照以下方式调整工作模式：当电池SoC达到设定最大值时，暂停采用通过目标驾驶工况映射得到的工作模式，利用纯电驱动工作模式进行电量消耗，直至电池SoC达到平衡状态后再调整至通过目标驾驶工况映射得到的工作模式；当电池SoC达到设定最小值时，暂停采用通过目标驾驶工况映射得到的工作模式，利用串联增程工作模式进行电量补充，直至电池SoC达到平衡状态后再调整至通过目标驾驶工况映射得到的工作模式。

[0030] 进一步，所述步骤S6，当正向仿真的计算结果中电池能量实际到达的终点SoC值偏离所设定的目标SoC值时，进行终点能耗修正：

[0031] 将电池SoC终值偏离状态等效为燃油消耗，即

[0032]

[0033]

[0034] 其中， 是等效燃油消耗， 是SoC变化为0对应的实际油耗值，是 等效转化为燃油消耗量的拟合因子；当 时，采用充电等效因子 ，当
时，采用放电等效因子 。

[0035] 本发明的有益效果在于：

[0036] （1）本发明提出一种考虑不同电气和机械设计参数、满足多约束条件、考虑多评价指标和评价目标，兼顾计算效率和计算准确度的混动传动系统参数匹配的寻优方法。

[0037] （2）本发明所提出的参数匹配的寻优方法能够适用于具有不同构型的混动传动系统，模块化流程使寻优更加快速便捷，所确定的混动传动系统在给定目标车型和驾驶工况下的设计方案能够接近全局最优方案。

[0038] （3）本发明利用分级寻优的方式快速确定混动传动系统的设计参数，相比于利用动态规划等全局最优能量管理策略，计算速度快，计算效率高，所计算的能耗表现结果近似全局最优。有效解决了全局最优能量管理策略在遍历海量设计参数空间耗时费力的问题。

[0039] （4）本发明所提方法能够快速确定与评价指标相关的敏感性设计参数，避免对敏感性低的设计参数进行无效仿真。同时，充分考虑专家经验并设置打分规则，防止设计方案陷入单项评价指标内进行局部优化。

附图说明

[0040] 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。

[0041] 图1是本发明设计的一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法流程示意图。

具体实施方式

[0042] 为了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。

[0043] 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。

[0044] 本发明提供的一种不同构型混动传动系统参数匹配的寻优方法，包括如下步骤：

[0045] S1:确定目标混动传动系统构型，进而确定与之对应的结构特征与所具备的工作模式。本发明所提方法适用于不同混动传动系统构型，包括串联、并联、串并联、功率分流式混动传动系统，完成目标混动传动系统构型的确定，即可确定与之对应的结构特征和工作模式，并根据设计目标和设计要求确定待寻优的设计参数，在寻优过程中可选择全部设计参数，也可按需选择部分设计参数，进而形成需寻优的设计参数集合。

[0046] 其中，不同混动传动系统的结构特征不同，包括发动机、驱动电机和发电机、电池和电控系统等动力与电气部件，还包括行星排、定轴齿轮组、离合器、制动器、同步器等机械部件，其中，通过机械部件的合理布置能够增设形成多挡位混动传动系统，挡位增设将影响混动传动系统所具备的工作模式，如发动机直驱路径增设2个挡位，驱动电机直驱路径增设两个挡位，对于串并联混动系统的并联驱动工作模式将拥有4种工作方式，发动机直驱1挡与驱动电机直驱1挡联合驱动、发动机直驱1挡与驱动电机直驱2挡联合驱动、发动机直驱2挡与驱动电机直驱1挡联合驱动、发动机直驱2挡与驱动电机直驱2挡联合驱动。

[0047] 其中，不同混动传动系统的工作模式不同，整体包括纯电驱动模式（单电机驱动模式，双电机驱动模式）、制动能量回收模式、串联增程模式、并联混合工作模式（并联发电模式、发动机直驱模式、并联驱动模式），如串联混动系统仅具有纯电驱动模式、制动能量模式、串联增程模式，串并联混动系统在串联混动所具备工作模式的基础上，还包括并联混动工作模式（并联发电模式、发动机直驱模式、并联驱动模式）。对于多挡位混动传动系统，在相同工作模式下对应有不同挡位的能量流传递路径，本发明可评估增设挡位数目的合理性，如对发动机直驱模式增设3个挡位，进而形成发动机直驱1挡工作模式，发动机直驱2挡工作模式，发动机直驱3挡模式。在每一组设计参数集的仿真计算分析中将充分考虑工作模式的利用效率。

[0048] 进一步，根据给定目标混动传动系统构型、结构特征和工作模式，能够确定待搜索寻优的设计参数，根据设计目标和设计要求，可选择全部设计参数，也可按需选择部分设计参数，进而形成需寻优的设计参数集合。包括但不限于：发动机设计参数（包括发动机扭矩、转速、燃油消耗Map图、发动机热效率等）；驱动电机参数（驱动电机扭矩、转速、驱动电机效率Map图、最高机械效率等）；发电机参数（发电机扭矩、转速、发电机效率Map图、最高机械效率等）；电池参数（电池容量、不同电池SoC状态下开路电压、等效电阻等）；电控系统参数（电控效率等）；机械部件参数，主要包括不同工作模式下的挡位数量、挡位速比（驱动电机直驱速比、发动机直驱速比、增程速比等）。

[0049] S2:确定目标匹配车型参数并构建车辆动力学模型。目标混动传动系统需与目标车型匹配，车型参数将直接影响混动传动系统的节能与动力性表现效果，车型参数包括整车质量、轮胎半径、迎风面积、空气阻力系数、滚动阻力系数等。根据上述车型参数构建车辆动力学模型，如式（1）‑（3）所示，为S3设计参数集合的敏感性分析提供车辆动力学模型。本发明所提方法在确定混动传动系统的设计参数后，还可调整车型参数进行仿真分析，获取不同车型参数下混动传动系统的节能与动力性表现。

[0050] （1）

[0051] （2）

[0052] （3）

[0053] 其中， 为车辆驱动力，由发动机、驱动电机或发电机提供， 为不同工作模式下动力源所提供的扭矩输出， 为速比， 为主减速比， 为传动效率，为轮胎半径；为滚动阻力， 为空气阻力， 为坡度阻力， 为加速阻力， 为车辆质量， 为重力加速度， 为滚阻系数， 为空气阻力系数， 为迎风面积， 为车速，为爬坡度，为汽车旋转质量换算系数， 为车辆行驶加速度。

[0054] S3:一级寻优，设计参数集合选值与敏感性分析。首先，设定混动传动系统边界效果评价指标，根据车辆动力学模型确定设计参数的基准优选值和边界范围，进而根据多因素敏感性分析方法区分敏感性高的设计参数和敏感性低的设计参数，为S4定义设计参数步长提供依据。

[0055] 首先，定义混动传动系统边界效果评价指标，包括经济性边界效果评价指标（不同功率需求下的瞬时最大能耗表现，如油耗、电耗等），动力性边界效果评价指标（最高车速、最大爬坡度、0 50km/h最小加速时间、0 100km/h最小加速时间、80 120km/h最小加速时间~ ~ ~等）。

[0056] 其中，根据汽车行驶时驱动力和外界阻力之间的相互关系可转换获取混动传动系统边界效果评价指标，通过式（1）‑（3）进行转换，如最大爬坡度的求解如式（4）所示，其它边界效果评价指标的求解方式同理。

[0057] （4）

[0058] 其中， 为最大爬坡度， 为最大驱动力，为车辆重力（ ）。

[0059] 进一步，确定不同边界效果评价指标对应的设计参数基准值。如设定混动传动系统所要满足的最大爬坡度，进而根据式（4）可求解对应所需的最大传动比，即为最大传动比的基准值。综合不同边界效果评价指标所涉及的最大传动比计算公式，对同一类设计参数取能够满足所有边界效果评价指标交集的对应值，即为设计参数对应的基准优选值。进一步，选取基准优选值的80%作为边界最小值，取基准优选值的120%作为边界最大值，形成设计参数的边界范围。

[0060] 进一步，不同混动传动系统的设计要求和边界效果需求不同，通过多因素敏感性分析方法确定影响边界效果评价指标的敏感性设计参数，区分敏感性高的设计参数和敏感性低的设计参数。

[0061] 其中，多因素敏感性分析方法可以反映不同设计参数同时改变对边界效果评价指标产生的综合影响，从而确定敏感性设计参数。假设影响最大爬坡度 的设计参数有。首先，确定影响边界效果评价指标的基准设计参数 ，求解对应边界效果评价指标值 ；其次，逐次替代不同设计参数 ，
， ，求解对应的边界效果评价指标值 ， ， ，最后可分
析不同设计参数改变对边界效果评价指标的影响，如 ，
， 分别为改变设计参数 对边界效
果评价指标的影响，影响大的设计参数值即为对边界效果评价指标敏感性大的设计参数。
根据上述步骤，可逐次遍历步骤S1所设定的设计参数集合中对应每个设计参数，综合所设定的边界效果评价指标，确定区分影响混动传动系统性能表现的敏感性高的设计参数和敏感性低的设计参数。

[0062] S4:确定设计参数对应的具体取值，形成S6步骤待仿真分析的设计参数组，并确定混动传动系统工作的约束条件。根据步骤S3确定的敏感性高的设计参数和敏感性低的设计参数，以及不同设计参数的边界范围，确定设计参数的具体取值。其中，对于敏感性高的设计参数的步长进行等间隔划分，敏感性低的设计参数进行不等间隔划分，具体地，敏感性低的设计参数在基准优选值附近的步长间隔要小于远离基准优选值的步长间隔。对于敏感性高的设计参数，如发动机最大转矩，基准优选值为190 N·m，边界范围为152N·m 228N·m，~根据工程经验可按照4N·m进行等间隔划分，以分析每个取值对应的仿真计算结果；对于敏感性较低的设计参数，如发动机最大转速，基准优选值为5500rpm，边界范围为4400rpm   ~
6600rpm，根据工程经验可选择4400rpm、4600rpm、4800rpm、5000rpm、5200rpm、5400rpm、
5450rpm、5500rpm、5550rpm、5600rpm、5800rpm、6000rpm、6200rpm、6400rpm、6600rpm，减小敏感性较低的设计参数的仿真次数，避免无效寻优，提高计算效率。进一步，确定不同设计参数取值后，可对不同设计参数进行组合，形成设计参数组，如上述发动机最大转矩取值有
20种，发动机最大转速取值有15种，其组合形成的设计参数组有300组，事实上，所选择的设计参数越多，考虑的设计参数步长越精细，形成的设计参数组越多，通常会形成上百万组设计参数组，因此，计算效率对混动传动系统仿真分析的影响将至关重要。本步骤所形成的设计参数组将作为S6步骤仿真分析的输入。

[0063] 进一步，根据混动传动系统设计目标和要求确定混动传动系统的工作约束条件，如电池的SoC边界范围（最大值、最小值的设定）、电池最大充放电功率、发动机、驱动电机和发电机在不同转速下的扭矩边界范围等，在S6二级寻优的仿真分析过程中，不能超出所设定的物理约束条件。

[0064] S5:确定目标驾驶工况与工作模式映射关系。本步选择工况组合进行测试，包括城市工况、郊区工况、高速工况等，可以按照目标车型的驾驶场景需求设定不同工况占比，进而形成目标驾驶工况。

[0065] 利用步骤S3所确定的混动传动系统的设计参数的基准优选值，在给定目标车型和目标驾驶工况下，利用全局最优能量管理策略，如动态规划算法，确定混动传动系统在不同驾驶工况下的工作模式。进一步，利用神经网络等人工智能算法（如ANN、BP、RBF神经网络等）训练驾驶工况与工作模式的映射关系，得到步骤S6的混动传动系统在给定目标驾驶工况下的工作模式。

[0066] S6:二级寻优，通过本步提出的基于局部工作模式和终点能耗修正的正向仿真方法对不同设计参数组进行计算分析，并获取不同设计参数组的计算分析结果（包括油耗、电耗等经济性表现、动力性表现等），优选符合评价指标，即经济性优、或动力性优、或经济性与动力性综合性能优的设计参数组，供S7阶段进一步寻优分析。

[0067] 目前现有技术主要采用全局最优能量管理策略（如动态规划方法）进行逆向遍历和正向搜索，单次对单组设计参数组进行计算，所要耗费时间为分钟级别，对于上百万组设计参数组进行逐组遍历计算需要耗费时间长达数月或数年，这是由于动态规划方法需要逆向遍历所有取值可能性，再正向搜索确定最优工作模式。

[0068] 本步根据S5阶段确定的目标驾驶工况与工作模式的映射关系，可快速选择目标驾驶工况下对应的工作模式，省去了动态规划方法逆向遍历所有取值可能性的步骤，直接进行正向计算，消除了工作模式选择对能量消耗的差异性影响，同时，本方法单次搜索耗费时间0.1s级别，能够兼顾计算效率和计算准确度，达到快速寻优的目标。然而，相比于动态规划方法，本步所提工作模式的选择方法会使部分驾驶工况区间超出S4给出的物理约束条件，因此，提出局部工作模式修正方法；此外，本方法计算结果中电池能量实际到达的终点SoC值会偏离所设定的目标SoC值，因此，提出终点能耗修正方法，本方法所获取的能耗结果将达到近似全局最优。

[0069] 其中，局部工作模式修正方法如下：由于混动传动系统设计参数组取值改变，在相同驾驶工况下采用相同工作模式的瞬时能耗表现不同，SoC变化趋势和SoC目标终值，与采用动态规划方法的基准优选值的变化不一致，为防止电池SoC超出边界范围，本步骤需适时对局部工作模式进行修正。当电池SoC达到设定最大值时，暂停采用S5步骤的工作模式选择方法，利用纯电驱动工作模式进行电量消耗，直至电池SoC达到平衡状态后再调整至S5步骤的工作模式选择方式；当电池SoC达到设定最小值时，暂停采用S5步骤的工作模式选择方法，利用串联增程工作模式进行电量补充，直至电池SoC达到平衡状态后再调整至S5步骤的工作模式选择方式，如式（5）所示。

[0070] （5）

[0071] 其中，终点能耗修正方法如下：为使不同设计参数组的能量消耗结果具有可比性，需使不同设计参数组的SoC终值达到所设定的平衡值。本发明提出一种考虑SoC变化的终点能耗修正方法，如式（6）（7）所示。将电池SoC终值偏离状态等效为燃油消耗，即可认为该设计参数组电池SoC恢复至所设定的预设值，能够保证不同设计参数组的能量消耗具有统一的对比维度。

[0072] （6）

[0073] （7）

[0074] 其中， 是等效燃油消耗， 是SoC变化为0对应的实际燃油消耗值， 是等效转化为燃油消耗量的拟合因子，进一步，当 时，可采用充电等效因子
，当 时，可采用放电等效因子 。

[0075] S7:三级寻优，根据设计目标与设计要求，结合专家经验与打分规则寻优确定样机试制方案。本步根据S6计算分析结果，通过提取经济性优、或动力性优、或经济性与动力性综合性能优的设计参数组，排序选出TOP10或TOP20的设计参数组。

[0076] 一级寻优与二级寻优的重点在于对设计参数集合选值寻优、对设计参数组进行快速仿真分析寻优，着眼点偏重于判断设计参数组的经济性和动力性；因此，本步三级寻优将设置综合评价指标，如企业专利壁垒、部件选型成本和难度、结构设计复杂度、空间布局的合理性以及量产成本等指标要求。由专家经验进行独立打分，通过对TOP10或TOP20的设计参数组的设计参数和仿真计算结果进行主观评分，每一项指标分值为1‑10，根据分数分布区间评估，防止设计参数组陷入单项评价指标内进行局部优化，从而确定最终的样机试制方案。

[0077] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，如构型特征的选择，设计参数可以有多种组合，本发明实施例中仅展示理想参数，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。