电动机设计优化：一种凸代理建模方法

本文实例化了一个凸电力传动系统设计优化框架，弥合了高层传动系统尺寸设计与低层部件设计之间的差距。我们聚焦于电动汽车的电动机与变速器，采用基于代理建模技术且可扩展的凸电动机模型。具体而言，我们首先选取相关的电动机设计变量，并根据预定义的采样方案评估高保真样本。其次，利用样本数据，我们辨识出电动机的凸模型，该模型将其损耗预测为工作点与设计参数的函数。我们还辨识出电力传动系统其余部件（即电池与固定齿轮变速器）的模型。第三，我们将行驶循环下的最小能耗设计问题构建为一个二阶锥规划，该规划可高效求解并具有最优性保证。最后，我们在一款紧凑型家用车的案例研究中展示了我们的框架，并计算出最优电动机设计与传动比。我们利用高保真仿真工具验证了模型的准确性，并计算出电池能耗的漂移。我们表明，我们的模型能够捕捉最优工作线，且电池能耗误差较低。总体而言，我们的框架可为电动机设计专家提供用于进一步设计优化的有用起点。