CN102795115A - 一种增程式电动汽车发电控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增程式电动汽车发电控制方法，发电机控制单元控制发电机将发动机拖动至目标发电转速，当发动机运行至目标发电转速点并且稳定后，由整车控制单元给发动机控制单元发电扭矩请求，给发电机加载。发电机控制单元以发电转速为控制目标，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，实现能量的转换利用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车动力系统，尤其是增程式电动汽车发电控制系统的控制方法。
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根据整车要求输出相应机械功率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
本发明的目的在于提供一种里程增加器的发电控制方法，其控制准确、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。发电机控制单元在发动机启动过程中和发动机加载时刻以发电转速为控制目标，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，实现能量转换利用。
发电机控制单元控制发电机将发动机拖动至目标发电转速，当发动机运行至目标发电转速点并且稳定后，由整车控制单元给发动机控制单元发电扭矩请求，给发电机加载。发电机控制单元以发电转速为控制目标，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，实现能量的转换利用。
具体技术方案如下：
一种增程式电动汽车发电控制方法，采用如下步骤：
（1）发电机控制单元控制发电机将发动机拖动至目标发电转速；
（2）当发动机运行至目标发电转速点并且稳定后，由整车控制单元给发动机控制单元发电扭矩请求，给发电机加载；
（3）发电机控制单元以发电转速为控制目标，对电流进行PID闭环调节，获得目标功率，实现能量的转换利用。
进一步地，步骤（1）中，发电机控制单元根据整车控制单元的要求将发动机拖动至目标发电转速。
进一步地，步骤（2）中，整车控制单元根据发电转速和目标发电功率，计算出目标发电扭矩，发送给发动机控制单元，给发电机加载。
进一步地，步骤（3）中，发电机控制单元采用矢量控制的方法，对电流进行PID闭环调节。
进一步地，步骤（3）中，发电机控制单元实时调节三相电流，执行转速闭环控制，实现发电。
进一步地，所述发电机为永磁同步发电机。
进一步地，所述发动机和发电机的联接采用同轴的方式。
进一步地，发电机控制单元在控制中采用高速DSP芯片进行相关数据处理。
进一步地，采用矢量控制的方法，根据负载波动引起的转速变化将所需的发电机定子电流解耦成具体的直轴分量idref和交轴分量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id和iq，与idref和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，即获得稳定的目标发电转速和目标发电功率，当整车控制单元更新发电扭矩请求，导致发电机负载发生变化，则发电机控制单元也会实时确保转速稳定，达到发电功率请求。
进一步地，发动机为动力源，能量从发动机传递至发电机再至动力电池，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。
与目前现有技术相比，本发明控制准确、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。具体来说：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。
附图说明
图1为本发明发电功率的响应方法流程图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
首先，发电机控制单元根据整车控制单元的要求将发动机拖动至目标发电转速；然后，整车控制单元根据发电转速和目标发电功率，计算出目标发电扭矩，发送给发动机控制单元，给发电机加载。发电机控制单元实时调节三相电流，执行转速闭环控制，实现发电。
采用矢量控制的方法，根据负载波动引起的转速变化将所需的发电机定子电流解耦成具体的直轴分量idref和交轴分量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id和iq，与idref和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，即获得稳定的目标发电转速和目标发电功率。若此时，整车控制单元更新发电扭矩请求，导致发电机负载发生变化，则发电机控制单元也会实时确保转速稳定，达到发电功率请求。
PID闭环调节：分为两个概念，一个是PID，一个是闭环调节。
PID：在工程实际中，根据系统的误差，利用比例（proportional）、积分（integrating）、微分（differentiation）的线性组合计算出控制量进行调节。
闭环调节：被控对象的输出反馈给控制器，以影响控制器的输出，采用这种思路进行的调节，称为闭环调节。
采用PID的控制思想进行的闭环控制就是PID闭环调节。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，采用如下步骤：
（1）发电机控制单元控制发电机将发动机拖动至目标发电转速；
（2）当发动机运行至目标发电转速点并且稳定后，由整车控制单元给发动机控制单元发电扭矩请求，给发电机加载；
（3）发电机控制单元以发电转速为控制目标，对电流进行PID闭环调节，获得目标功率，实现能量的转换利用。
2.如权利要求1所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，步骤（1）中，发电机控制单元根据整车控制单元的要求将发动机拖动至目标发电转速。
3.如权利要求1或2所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，步骤（2）中，整车控制单元根据发电转速和目标发电功率，计算出目标发电扭矩，发送给发动机控制单元，给发电机加载。
4.如权利要求1-3中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，步骤（3）中，发电机控制单元采用矢量控制的方法，对电流进行PID闭环调节。
5.如权利要求1-4中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，步骤（3）中，发电机控制单元实时调节三相电流，执行转速闭环控制，实现发电。
6.如权利要求1-5中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，所述发电机为永磁同步发电机。
7.如权利要求1-6中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，所述发动机和发电机的联接采用同轴的方式。
8.如权利要求1-7中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，发电机控制单元在控制中采用高速DSP芯片进行相关数据处理。
9.如权利要求4-8中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，采用矢量控制的方法，根据负载波动引起的转速变化将所需的发电机定子电流解耦成具体的直轴分量idref和交轴分量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id和iq，与idref和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，即获得稳定的目标发电转速和目标发电功率，当整车控制单元更新发电扭矩请求，导致发电机负载发生变化，则发电机控制单元也会实时确保转速稳定，达到发电功率请求。
10.如权利要求1-9中任一项所述的增程式电动汽车发电控制方法，其特征在于，发动机为动力源，能量从发动机传递至发电机再至动力电池，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。
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