CN104859486A - 具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法、系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，包括：获取车辆的需求扭矩；将需求扭矩以多个分配比例分配给第一驱动电机和第二驱动电机，并计算第一驱动电机和第二驱动电机在多个分配比例下对应的电机效率之和；根据最大的电机效率之和对应的分配比例将需求扭矩分配给第一驱动电机和第二驱动电机，以使第一驱动电机和第二驱动电机输出对应的目标扭矩。根据本发明的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，可以减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。本发明还公开了一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统及车辆。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法、系统及车辆。
背景技术
目前，电动汽车采用单电机或者双电机的驱动机构，对于单电机的电动汽车，通过加速踏板和车速识别出电机的目标扭矩、然后发送给电机，使电机输出相应的扭矩，其控制较为简单。对于双电机的电动汽车而言，其控制方法主要针对电机动力的传输路径控制，例如：双电机起作用时离合器和齿轮等如何工作，然而如何将扭矩合理分配给两个电机以尽可能发挥双电机的优势，例如如何节能等，相关技术中，并没有行之有效的解决方法。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法。该方法可以减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
本发明的另一个目的在于提出一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统。
本发明的再一个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，所述电动汽车包括两个相同的第一驱动电机和第二驱动电机，所述方法包括以下步骤：获取车辆的需求扭矩；将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，并计算所述第一驱动电机和所述第二驱动电机在所述多个分配比例下对应的电机效率之和；根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，以使所述第一驱动电机和所述第二驱动电机输出对应的目标扭矩。
根据本发明实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，能够将总的需求扭矩合理地分配给两个驱动电机，使得两个驱动电机的效率之和达到最优，从而减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
另外，根据本发明上述实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，在将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机之前，还包括：比较所述需求扭矩与单个驱动电机的峰值扭矩；如果所述需求扭矩的绝对值小于所述单个驱动电机的峰值扭矩的绝对值，则采用第一分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配，否则采用第二分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配。
在一些示例中，如果为所述第一分配模式，则将所述需求扭矩以(1-a)和a的分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，100％；根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和；根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
在一些示例中，如果为所述第二分配模式，则将单个驱动电机的峰值扭矩除以所述需求扭矩得到数值b；将所述需求扭矩按照(b-a)和(1-b+a)分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b；根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和；根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
在一些示例中，所述需求扭矩包括驱动扭矩和制动扭矩，所述单个驱动电机的峰值扭矩包括与所述驱动扭矩对应的单个驱动电机的峰值驱动扭矩以及与所述制动扭矩对应的单个驱动电机的峰值发电扭矩。
本发明第二方面的实施例公开了一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，所述电动汽车包括两个相同的第一驱动电机和第二驱动电机，所述系统包括：获取模块，用于获取车辆的需求扭矩；分配模块，用于将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，并计算所述第一驱动电机和所述第二驱动电机在所述多个分配比例下对应的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，以使所述第一驱动电机和所述第二驱动电机输出对应的目标扭矩。
根据本发明实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，能够将总的需求扭矩合理地分配给两个驱动电机，使得两个驱动电机的效率之和达到最优，从而减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
另外，根据本发明上述实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，还包括：比较模块，用于在所述分配模块将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机之前，比较所述需求扭矩与单个驱动电机的峰值扭矩，如果所述需求扭矩的绝对值小于所述单个驱动电机的峰值扭矩的绝对值，则所述分配模块采用第一分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配，否则所述分配模块采用第二分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配。
在一些示例中，如果为所述第一分配模式，所述分配模块用于将所述需求扭矩以(1-a)和a的分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，100％，并根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
在一些示例中，如果为所述第二分配模式，则所述分配模块用于将单个驱动电机的峰值扭矩除以所述需求扭矩得到数值b，将所述需求扭矩按照(b-a)和(1-b+a)分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b，并根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
本发明第三方面的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述实施例所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法。该车辆能够将总的需求扭矩合理地分配给两个驱动电机，使得两个驱动电机的效率之和达到最优，从而减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法的详细流程图；以及
图3是根据本发明一个实施例的具有双电机的电动汽车的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法、系统及车辆。
如图3所示，电动汽车包括两个相同的第一驱动电机(电机1)和第二驱动电机(电机2)，两个驱动电机通过扭矩和成装置进行耦合，将动力传输给车轮以驱动车辆形式。
图1是根据本发明一个实施例具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法的流程图。如图1所示，根据本发明一个实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，包括如下步骤：
S101：获取车辆的需求扭矩。
S102：将需求扭矩以多个分配比例分配给第一驱动电机和第二驱动电机，并计算第一和第二驱动电机在多个分配比例下对应的电机效率之和。
S103根据最大的电机效率之和对应的分配比例将需求扭矩分配给第一驱动电机和第二驱动电机，以使第一驱动电机和第二驱动电机输出对应的目标扭矩。
作为一个具体的示例，如图2所示，在将需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和第二驱动电机之前，还包括：比较需求扭矩与单个驱动电机的峰值扭矩；如果需求扭矩的绝对值小于单个驱动电机的峰值扭矩的绝对值，则采用第一分配模式对第一驱动电机和第二驱动电机进行扭矩分配，否则采用第二分配模式对第一驱动电机和第二驱动电机进行扭矩分配。
具体而言，结合图2所示，该方法包括：
S201：输入踏板开度和车速，以及动力电池的充放电能力等。
S202：计算驾驶员需求扭矩，即：车辆的需求扭矩。在本发明的一个实施例中，需求扭矩是指扭矩合成装置输入端的需求扭矩，需求扭矩包括驱动扭矩和制动扭矩。驱动扭矩为根据加速踏板开度和车速计算得到的，制动扭矩为根据制动踏板开度和车算计算得到的，在计算驱动扭矩和制动扭矩时应该考虑动力电池充放电能力。
S203：判断需求扭矩是否小于单个电机峰值扭矩能力(即：第一驱动电机的峰值扭矩或第二驱动电机的峰值扭矩)，如果是，则执行S204，否则执行S205。其中，单个驱动电机的峰值扭矩包括与驱动扭矩对应的单个驱动电机的峰值驱动扭矩以及与制动扭矩对应的单个驱动电机的峰值发电扭矩。
也就是说，判断需求扭矩是否小于单个电机峰值扭矩能力，驱动状态时是指需求扭矩是否小于电机峰值驱动扭矩，制动回馈时需求扭矩为负值，是指需求扭矩绝对值是否小于电机峰值发电扭矩绝对值；如果是，转入S204(即第一分配模式)，否则转至S205(即第二分配模式)。
S204：如果为第一分配模式，则将需求扭矩以(1-a)和a的分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，100％；根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和；根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
也就是说，需求扭矩在两个电机间按照(1-a)和a进行分配，共计21组分配方法；根据转速和扭矩，例如在电机效率图上，分别插值出21组数据，即第一驱动电机(即电机1)和第二驱动电机(即电机2)分别对应的电机效率，电机扭矩为0时表示由另一电机单独驱动、该电机效率记为0；计算每组数据的效率之和，得到21组数据，最大的电机效率之和对应的扭矩分配比列乘以需求扭矩便可得到两个电机的目标扭矩。
S205：如果为第二分配模式，则将单个驱动电机的峰值扭矩除以需求扭矩得到数值b；将需求扭矩按照(b-a)和(1-b+a)分配给第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b；根据第一驱动电机和第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到第一驱动电机和第二驱动电机当前的电机效率之和；根据最大的电机效率之和对应的分配比例将需求扭矩分配给第一驱动电机和第二驱动电机。
也就是说，电机峰值扭矩除以需求扭矩得到数值b，需求扭矩在两个电机间按照(b-a)和(1-b+a)进行分配，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b，从而可以防止比例系数小于0，共计(c/5+1)组分配方法；根据转速和扭矩，分别插值出(c/5+1)组数据电机1和2分别对应的效率；计算每组数据的效率和，得到(c/5+1)组数据，最大的电机效率之和对应的扭矩分配比列乘以需求扭矩便可以得到两个电机的目标扭矩。
S206：向两个电机发送目标扭矩。
在以上描述中，不同的分配比例对应的电机效率可以预先通过试验的方式得到，并标定在电机效率图上。
根据本发明实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，能够将总的需求扭矩合理地分配给两个驱动电机，使得两个驱动电机的效率之和达到最优，从而减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
进一步地，如图4所示，本发明的实施例公开了一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统400，其中，如图3所示，电动汽车包括两个相同的第一驱动电机(电机1)和第二驱动电机(电机2)，该具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统400包括：获取模块410和分配模块420。
其中，获取模块410用于获取车辆的需求扭矩。分配模块420用于将需求扭矩以多个分配比例分配给第一驱动电机和第二驱动电机，并计算第一驱动电机和第二驱动电机在多个分配比例下对应的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将需求扭矩分配给第一驱动电机和第二驱动电机，以使第一驱动电机和第二驱动电机输出对应的目标扭矩。
在本发明的一个实施例中该具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统400还包括：比较模块(图中没有示出)。比较模块用于在分配模块420将需求扭矩以多个分配比例分配给第一驱动电机和第二驱动电机之前，比较需求扭矩与单个驱动电机的峰值扭矩，如果需求扭矩的绝对值小于单个驱动电机的峰值扭矩的绝对值，则分配模块420采用第一分配模式对第一驱动电机和第二驱动电机进行扭矩分配，否则分配模块420采用第二分配模式对第一驱动电机和第二驱动电机进行扭矩分配。
具体地说，如果为第一分配模式，分配模块420用于将需求扭矩以(1-a)和a的分配比例分配给第一驱动电机和第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，100％，并根据第一驱动电机和第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到第一驱动电机和第二驱动电机当前的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将需求扭矩分配给第一驱动电机和第二驱动电机。
如果为第二分配模式，则分配模块420用于将单个驱动电机的峰值扭矩除以需求扭矩得到数值b，将需求扭矩按照(b-a)和(1-b+a)分配给第一驱动电机和第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b，并根据第一驱动电机和第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到第一驱动电机和第二驱动电机当前的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将需求扭矩分配给第一驱动电机和第二驱动电机。
根据本发明实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，能够将总的需求扭矩合理地分配给两个驱动电机，使得两个驱动电机的效率之和达到最优，从而减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
需要说明的是，本发明实施例的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统的具体实现方式与车载控制器的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。
本发明还公开了一种车辆，包括：如上述实施例所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统。该车辆能够将总的需求扭矩合理地分配给两个驱动电机，使得两个驱动电机的效率之和达到最优，从而减少车辆的电量消耗，提升车辆的续航里程。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，其特征在于，所述电动汽车包括两个相同的第一驱动电机和第二驱动电机，所述方法包括以下步骤：
获取车辆的需求扭矩；
将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，并计算所述第一驱动电机和所述第二驱动电机在所述多个分配比例下对应的电机效率之和；
根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，以使所述第一驱动电机和所述第二驱动电机输出对应的目标扭矩。
2.根据权利要求1所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，其特征在于，在将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机之前，还包括：
比较所述需求扭矩与单个驱动电机的峰值扭矩；
如果所述需求扭矩的绝对值小于所述单个驱动电机的峰值扭矩的绝对值，则采用第一分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配，否则采用第二分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配。
3.根据权利要求2所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，其特征在于，
如果为所述第一分配模式，则将所述需求扭矩以(1-a)和a的分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，100％；
根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和；
根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
4.根据权利要求2所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，其特征在于，
如果为所述第二分配模式，则将单个驱动电机的峰值扭矩除以所述需求扭矩得到数值b；
将所述需求扭矩按照(b-a)和(1-b+a)分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b；
根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和；
根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配方法，其特征在于，所述需求扭矩包括驱动扭矩和制动扭矩，所述单个驱动电机的峰值扭矩包括与所述驱动扭矩对应的单个驱动电机的峰值驱动扭矩以及与所述制动扭矩对应的单个驱动电机的峰值发电扭矩。
6.一种具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，其特征在于，所述电动汽车包括两个相同的第一驱动电机和第二驱动电机，所述系统包括：
获取模块，用于获取车辆的需求扭矩；
分配模块，用于将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，并计算所述第一驱动电机和所述第二驱动电机在所述多个分配比例下对应的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，以使所述第一驱动电机和所述第二驱动电机输出对应的目标扭矩。
7.根据权利要求6所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，其特征在于，还包括：
比较模块，用于在所述分配模块将所述需求扭矩以多个分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机之前，比较所述需求扭矩与单个驱动电机的峰值扭矩，如果所述需求扭矩的绝对值小于所述单个驱动电机的峰值扭矩的绝对值，则所述分配模块采用第一分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配，否则所述分配模块采用第二分配模式对所述第一驱动电机和所述第二驱动电机进行扭矩分配。
8.根据权利要求7所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，其特征在于，
如果为所述第一分配模式，所述分配模块用于将所述需求扭矩以(1-a)和a的分配比例分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，100％，并根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
9.根据权利要求7所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统，其特征在于，
如果为所述第二分配模式，则所述分配模块用于将单个驱动电机的峰值扭矩除以所述需求扭矩得到数值b，将所述需求扭矩按照(b-a)和(1-b+a)分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机，其中，a＝0，5％，10％，……，c，c为5％的倍数且c小于b，并根据所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的转速和当前分配的扭矩，得到所述第一驱动电机和所述第二驱动电机当前的电机效率之和，以及根据最大的电机效率之和对应的分配比例将所述需求扭矩分配给所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求6-9任一项所述的具有双电机的电动汽车的扭矩分配系统。
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