本發(fā)明涉及電動汽車集成熱管理系統(tǒng)，具體的說是一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、在電動汽車集成熱管理系統(tǒng)的研究領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展和市場需求的提高，對于系統(tǒng)性能的要求也在不斷增加。熱管理系統(tǒng)不僅要滿足乘員舒適度的需求，還要保證電池、電機(jī)和電控系統(tǒng)的熱安全和性能穩(wěn)定性。因此，熱管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計變得尤為重要。

2、許多研究嘗試將多個熱源集成到一個系統(tǒng)中，以提高能量利用效率。集成熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性隨著熱源數(shù)量和類型的增加而增加，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化變得更加困難。這些集成系統(tǒng)可能采用更復(fù)雜的回路設(shè)計和控制策略，但往往缺乏系統(tǒng)級的性能評估和優(yōu)化方法?，F(xiàn)有的評估方法往往側(cè)重于熱力學(xué)性能，而忽視了系統(tǒng)架構(gòu)的信息傳遞效率和整體復(fù)雜性。因此，將傳統(tǒng)的熱力學(xué)性能分析擴(kuò)展到信息領(lǐng)域可以解釋集成熱管理系統(tǒng)的發(fā)展所帶來的系統(tǒng)級架構(gòu)優(yōu)化，并為未來新型集成熱管理系統(tǒng)的研究提供重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，本發(fā)明先構(gòu)建不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)，然后采用結(jié)構(gòu)熵算法識別出任一信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要路徑及需要簡化的非重要路徑；利用中心性算法識別出任一信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的綜合中心性高的組件及簡化的綜合中心性低的組件，基于識別的結(jié)果對各個信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。同時，結(jié)合由結(jié)構(gòu)熵算法計算的有序度與由中心性算法計算的綜合中心性指標(biāo)衡量不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，以對不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評價。通過上述方法能夠提高系統(tǒng)的信息傳遞效率和穩(wěn)定性，從而建立高效的電動汽車集成熱管理系統(tǒng)優(yōu)化架構(gòu)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：

3、一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，用于評價和優(yōu)化電動汽車集成熱管理系統(tǒng)架構(gòu)，主要包括如下步驟：

4、s1、建立純電動汽車乘員艙、動力電池和電機(jī)電控?zé)峁芾硇枨笕詈线\行過程中，多溫位熱源間能量信息耦合與傳遞模型；

5、s2、將熱管理系統(tǒng)中的組件抽象成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，然后將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點基于不同的實際情況進(jìn)行連接以形成不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)，基于信息傳遞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建無向信息結(jié)構(gòu)圖，基于信息傳遞網(wǎng)絡(luò)和步驟s1建立的能量信息耦合與傳遞模型構(gòu)建有向信息結(jié)構(gòu)圖，基于無向信息結(jié)構(gòu)圖和有向信息結(jié)構(gòu)圖來描述各組件間的信息傳遞關(guān)系；

6、s3、采用結(jié)構(gòu)熵算法評價不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)總有序度，以量化各個信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率和精度；針對不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)節(jié)點對中兩頂點的時效性熵和質(zhì)量熵，獲取不同路徑的效率和精度，以效率和精度作為路徑重要性評價指標(biāo)，識別出任一信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要路徑及需要簡化的非重要路徑；

7、s4、運用中心性算法計算各個信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中各個組件的綜合中心性，將各個組件的綜合中心性高低作為各個組件所起作用大小的評價指標(biāo)，確定不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中各個組件在信息傳遞中的作用，識別出任一信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的綜合中心性高的組件及需要簡化的綜合中心性低的組件；

8、s5、結(jié)合由結(jié)構(gòu)熵算法計算的有序度與由中心性算法計算的綜合中心性指標(biāo)衡量不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，以對不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評價；

9、s6、基于步驟s3和步驟s4的判斷結(jié)果，簡化非重要路徑和綜合中心性低的組件，加強(qiáng)綜合中心性高的組件間的連接，以優(yōu)化各個信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，提高信息傳遞效率和穩(wěn)定性。

10、進(jìn)一步地，所述中心性算法包括度中心性、接近中心性、中間中心性。

11、進(jìn)一步地，分別利用度中心性、接近中心性、中間中心性計算度中心性標(biāo)準(zhǔn)差、接近中心性標(biāo)準(zhǔn)差、中間中心性標(biāo)準(zhǔn)差，再對三個標(biāo)準(zhǔn)差值進(jìn)行歸一化處理，之后利用歸一化處理后的度中心性標(biāo)準(zhǔn)差、接近中心性標(biāo)準(zhǔn)差和中間中心性標(biāo)準(zhǔn)差即可計算綜合中心性σ，根據(jù)綜合中心性的計算結(jié)果，對所有組件進(jìn)行排名，識別出中心性指標(biāo)最高的組件為具有關(guān)鍵作用的組件。

12、進(jìn)一步地，綜合中心性σ的計算公式為：

13、σ＝ωd·σ′d+ωc·σ′c+ωb·σ′b

14、式中，σ′d表示歸一化后的度中心性標(biāo)準(zhǔn)差，σc′表示歸一化后的接近中心性標(biāo)準(zhǔn)差，σ′b表示歸一化后的中間中心性標(biāo)準(zhǔn)差，ωd，ωc，ωb分別為歸一化的度中心性、歸一化的接近中心性、歸一化的中間中心性的權(quán)重系數(shù)，取ωd＝0.3，ωc＝0.4，ωb＝0.3。

15、進(jìn)一步地，結(jié)合結(jié)構(gòu)熵計算的有序度與中心性算法計算的綜合中心性指標(biāo)，計算信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度sc：

16、sc＝γ(1-r)+ησ

17、式中，sc為系統(tǒng)復(fù)雜度，r為系統(tǒng)總有序度，σ為綜合中心性，γ和η分別表示系統(tǒng)總有序度與綜合中心性的權(quán)重系數(shù)，均取0.5。

18、有益效果：

19、(1)本發(fā)明提出的基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，是一種新穎的方法，它不僅考慮了熱力學(xué)性能，還綜合評估了系統(tǒng)架構(gòu)的信息傳遞效率和復(fù)雜性。

20、(2)該方法通過構(gòu)建信息傳遞網(wǎng)絡(luò)，將熱管理系統(tǒng)中的組件和路徑抽象化，提供了一種全新的視角來分析和優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)。

21、(3)結(jié)構(gòu)熵的應(yīng)用使得本方法能夠量化不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的有序度，識別信息傳遞中的瓶頸和冗余，從而為不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中路徑的簡化和優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

22、(4)中心性算法通過評估組件在信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要性，可以幫助設(shè)計者識別關(guān)鍵組件，優(yōu)化關(guān)鍵組件中的連接，提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，用于評價和優(yōu)化電動汽車集成熱管理系統(tǒng)架構(gòu)，其特征在于，主要包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，其特征在于，所述中心性算法包括度中心性、接近中心性、中間中心性。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，其特征在于，分別利用度中心性、接近中心性、中間中心性計算度中心性標(biāo)準(zhǔn)差、接近中心性標(biāo)準(zhǔn)差、中間中心性標(biāo)準(zhǔn)差，再對三個標(biāo)準(zhǔn)差值進(jìn)行歸一化處理，之后利用歸一化處理后的度中心性標(biāo)準(zhǔn)差、接近中心性標(biāo)準(zhǔn)差和中間中心性標(biāo)準(zhǔn)差即可計算綜合中心性σ，根據(jù)綜合中心性的計算結(jié)果，對所有組件進(jìn)行排名，識別出中心性指標(biāo)最高的組件為具有關(guān)鍵作用的組件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，其特征在于，綜合中心性σ的計算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，其特征在于，結(jié)合結(jié)構(gòu)熵計算的有序度與中心性算法計算的綜合中心性指標(biāo)，計算信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度sc：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于結(jié)構(gòu)熵和中心性算法的系統(tǒng)架構(gòu)評價及優(yōu)化方法，本發(fā)明先構(gòu)建不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)，然后采用結(jié)構(gòu)熵算法識別出任一信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要路徑及需要簡化的非重要路徑；利用中心性算法識別出任一信息傳遞網(wǎng)絡(luò)中的綜合中心性高的組件及簡化的綜合中心性低的組件，基于識別的結(jié)果對各個信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。同時，結(jié)合由結(jié)構(gòu)熵算法計算的有序度與由中心性算法計算的綜合中心性指標(biāo)衡量不同信息傳遞網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，以對不同的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評價。通過上述方法能夠提高系統(tǒng)的信息傳遞效率和穩(wěn)定性，從而建立高效的電動汽車集成熱管理系統(tǒng)優(yōu)化架構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：梁坤峰,張晨光,陳浩遠(yuǎn),王林,黃紫微,劉子墨,段浩磊,李碩鵬,高春艷,陳彬,曹勇,周訓(xùn),袁爭印
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15