CN102664582B - 一种增程式电动汽车发电控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于：当发动机运行至目标工作转速点并且稳定后，由整车控制单元提供当前发电功率请求，发电机控制单元接收到发电功率请求后，根据当前转速计算得出所需的发电扭矩，以发电扭矩为控制目标，采用矢量控制的方法，对电流进行PID闭环调节，获得目标功率。本发明的控制方法控制准确、快速，效率高，可为整车保证里程增加部分的动力性和经济性。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车领域，涉及汽车动力系统，尤其是涉及一种增程式电动汽车发电控制方法。
背景技术
目前，环境和能源成为人们日益关注的问题。在汽车领域，高效、节能、环保的纯电动汽车，已经随之成为汽车行业发展趋势之一。然而，纯电动汽车由于电池能量密度小，成本高等原因导致车辆的续驶里程短，这已成为纯电动汽车发展的重要短板。因此，含有里程增加器的增程式电动汽车的发展越来越受到业界的关注。
增程式电动汽车依靠里程增加器给动力电池充电，增加电动汽车的续驶里程。里程增加器包括发动机和发电机以及各自的控制单元，发动机将机械能传递给发电机，由发电机输出电能。发动机的控制主要是调速至发动机的目标工作转速点，发电机的控制主要是将发电机输出的三相电能按照整车要求功率转换为可为动力电池充电的直流电能。因此，发电机的发电控制成为里程增加器的核心之一，其控制方法将直接影响整车的动力、经济性。
发明内容
本发明提供了一种增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于：当发动机运行至目标工作转速点并且稳定后，由整车控制单元提供当前发电功率请求，发电机控制单元接收到发电功率请求后，根据当前转速计算得出所需的发电扭矩，以发电扭矩为控制目标，采用矢量控制的方法，对电流进行PID闭环调节，获得目标功率。
其中，发电机控制单元根据当前转速，根据公式（1）计算出所需要的发电扭矩，
(1)
上述公式（1）中：
T0 – 发电扭矩；
P -发电机机械功率；
V - 发电机转速。
进一步，对扭矩进行斜率处理，得到当前的目标扭矩值，其中斜率通过发动机的负载响应能力进行标定。
进一步，所述获得目标功率的具体处理步骤为：
采用矢量控制的方法，根据发电扭矩将所需的发电机定子电流解耦成具体的直轴分量参考目标量idref和交轴分量参考目标量iqref；
定子上的三相电流ia、ib和ic经过坐标变换后，转化为直流分量id和交流分量iq，与直轴分量参考目标量idref和交轴分量参考目标值iqref相比较，采用PID算法进行电流闭环调节，获得目标电流分量，即获得目标发电扭矩和发电请求功率。
进一步，当整车控制单元更新发电功率请求，或者发动机转速发生变化时，则发电机控制单元实时更新发电扭矩，达到发电功率请求。
本发明的控制方法控制准确、快速，效率高，可为整车保证里程增加部分的动力性和经济性。
附图说明
图1：当前发电扭矩与时间的关系图;
图2：发电功率的响应方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式，作详细的说明。
首先，整车控制单元将发电功率请求发送给发电机控制单元，发电机控制单元判断当前发电机的转速，根据当前转速，根据公式（1）计算出所需要的发电扭矩。发电机需要处于发电状态，因此发电扭矩方向与发电机转速方向相反，定义为负扭矩。
(1)
上述公式（1）中：
T0 – 发电扭矩；
P -发电机机械功率；
V - 发电机转速。
根据图1中的发电扭矩和时间的关系，对扭矩进行一定的斜率处理，得到当前的目标扭矩值。其中，斜率可以标定，主要取决于发动机的负载响应能力；
采用矢量控制的方法，根据发电扭矩将所需的发电机定子电流解耦成具体的直轴分量参考目标量idref和交轴分量参考目标量iqref两个参考目标量；
定子上的三相电流ia、ib和ic经过坐标变换后，转化为直流分量id和交流分量iq，与直轴分量参考目标量idref和交轴分量参考目标值iqref相比较，采用PID算法进行电流闭环调节，获得目标电流分量，即获得目标发电扭矩和发电请求功率。若此时，整车控制单元更新发电功率请求，或者发动机转速发生变化，则发电机控制单元也会实时更新发电扭矩，达到发电功率请求。
在本发明中，所用发电机为效率较高的永磁同步发电机，发动机和发电机的联接采用同轴的方式。控制中采用高速dsp芯片进行相关数据处理，保证了速度处理的及时性，使得控制快速。从能量转换的角度来看，发动机将燃料的热能转换为机械能后，传递给发电机，发电机将获得的机械能转换为三相电能后，又经发电机控制单元转换为直流电能。从能量流动方向看，发动机是动力源，能量从发动机传递至发电机再至动力电池。
Claims (3)
1. 一种增程式电动汽车发电控制方法, 所用发电机为永磁同步发电机，发动机和发电机的联接采用同轴的方式,当发动机运行至目标工作转速点并且稳定后，由整车控制单元提供当前发电功率请求，发电机控制单元接收到发电功率请求后，根据当前转速根据公式（1）计算得出所需的发电扭矩，
(1)
上述公式（1）中：
T0 – 发电扭矩；
P - 发电机机械功率；
V - 发电机转速；
其特征在于：以发电扭矩为控制目标，采用矢量控制的方法，根据发电扭矩将所需的发电机定子电流解耦成具体的直轴分量参考目标量idref和交轴分量参考目标量iqref；定子上的三相电流ia、ib和ic经过坐标变换后，转化为直轴分量id和交轴分量iq，与直轴分量参考目标量idref和交轴分量参考目标值iqref相比较，采用PID算法进行电流闭环调节，获得目标电流分量，即获得目标发电扭矩和发电请求功率。
2.根据权利要求1所述的发电控制方法，其特征在于：对发电扭矩进行斜率处理，得到当前的目标发电扭矩值，其中斜率通过发动机的负载响应能力进行标定。
3.根据权利要求1或2所述的发电控制方法，其特征在于：当整车控制单元更新发电功率请求，或者发动机转速发生变化时，则发电机控制单元实时更新发电扭矩，达到发电功率请求。
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