[发明专利]一种基于数字孪生技术的混合动力汽车的管控方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生技术的混合动力汽车的管控方法，混合动力汽车作为实际工作环境中的物理实体，其特征在于，包括如下步骤：

先基于数字孪生技术在云端仿真平台上搭建与所述物理实体相匹配的混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型，配置混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型的仿真工作环境使其与物理实体的实际工作环境保持一致；

再由数字孪生云存储计算平台实时动态收集物理实体运行产生的物理数据和混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型运行产生的虚拟数据后，进行数据分析融合处理，其中所述数字孪生云存储计算平台根据数据分析融合处理结果实时与当前混合动力汽车的运行数据比较以及实时更新所述混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型的属性特征，并基于物理实体标定性能、当前状态、历史运行数据、驾驶目的地距离数据、用户驾驶习惯数据结合云端在线仿真技术获得最新虚拟模型下相应的最优控制策略，将最优控制策略输入到物理实体中以自动改变混合动力汽车运行控制，所述物理实体运行控制的变化数据再次被数字孪生云存储计算平台收集，同时依变化同步配置的混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型的虚拟数据也再次被数字孪生云存储计算平台收集，数字孪生云存储计算平台再次进行数据分析融合处理，并根据最新数据分析融合处理结果实时与当前混合动力汽车运行数据比较以及实时更新混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型，再次根据最新虚拟模型获得最优控制策略，形成动态滚动数据交换，实现动态最优控制；

其中，搭建所述混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型是基于所述物理实体的几何尺寸、材料属性、电路结构和连接关系的物理数据，采用CAD画图法、CAE近似数值分析法和有限元法将所述物理实体的各部件进行数字化，将各数字化部件在仿真工作环境中组装成所述混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型；

其中，获得最优控制策略的过程中，通过搭建与混合动力汽车这一物理实体完全一致的混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型后，分别在实际工作环境和仿真工作环境中同步监测两个混合动力汽车系统的运行数据，并对二者的运行数据进行收集和分析处理，动态监测两个系统的运行数据以及动态更新混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型，获得最优控制策略，实现动态管理控制混合动力汽车的运行状态；

其中，使用数字孪生的云端仿真平台通过信息实时交互的方法将物理实体和虚拟数字模型连接以使虚拟数字模型实时同步，通过数字孪生云存储计算平台对实时数据进行处理，使数字化的混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型具有推演物理汽车系统未来状态、故障提前预警、异常情况监测、全生命周期性能保障和全寿命周期健康管理的功能，同时对混合动力汽车的安全性、可靠性进行在线评估，并根据最优控制策略指导混合动力汽车的针对性维护；

其中，最优策略采用汽车状态报告形式，内容包括混合动力汽车当前运行状态、汽车系统安全性在线评估结果、混合动力汽车故障及各部件失效性预警、异常状况监测及维修保养建议。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的混合动力汽车的管控方法，其特征在于，所述物理实体包括传统动力总成系统、新能源动力总成系统、底盘系统、传动系统、车身系统、电气系统的子系统，所述混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型各数字化部件包括传统动力总成系统模型、新能源动力总成系统模型、底盘系统模型、传动系统模型、车身系统模型、电气系统模型。

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生技术的混合动力汽车的管控方法，其特征在于，所述传统动力总成系统、新能源动力总成系统、底盘系统、传动系统、车身系统、电气系统中均相应设置有若干传感器，各相应传感器采集各子系统运行的物理数据通过信息流数据传递总线上传至数字孪生云存储计算平台；所述云端仿真平台采集所述混合动力汽车数字孪生云端虚拟模型中各子系统数字化模型运行的虚拟数据通过信息流数据传递总线上传至数字孪生云存储计算平台。

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生技术的混合动力汽车的管控方法，其特征在于，信息流数据传递总线的形式包括有线传输技术、无线传输技术和量子传输技术，所述有线传输技术包括CAN总线传输技术、Flexray总线传输技术和MOST总线传输技术，所述无线传输技术包括蓝牙连接传输、4G网络连接传输、5G网络连接传输、WLAN连接传输。