CN106314205B - 一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统，该方法通过当前参数计算富余功率，并根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，本方法采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

Description

一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车用电机控制器控制技术领域，更具体的说，是涉及一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统。

背景技术

随着电动汽车的大规模推广与应用，混合动力汽车、纯电动汽车的动力传动结构形式呈现多种多样。电动汽车用电机倾向于高速化、小型化，且数量也呈现多数化。电动汽车用电器部件的增多，对整车的结构布置提出了新的挑战，同时促使电机部件高度集成化，用于降低整车结构布置的难度与降低整车的重量，同时提高车辆电气安全性。对于电机数量超过一个的电动汽车，目前采用双电机控制器是最佳选择，但双电机控制器的集成度越高，其对能量控制提出了新的挑战。对于增程式的电动汽车或带有BSG的电动汽车，使用双电机控制器更加有利于其降低结构要求及成本。

对于电动汽车动力电池电压来说，低电压有利于增加车辆的安全性，但同时会导致车辆高压线束过粗，增加整车成本和重量。因此，通过升压装置提高动力电池供给电器部件的电压，可以有效地协调解决动力电池电压与安全的问题，提高电动汽车用电器部件的集成程度，带升压装置的双电机控制器已在电动汽车中广泛使用。由于两个电机系统共用一个升压装置，在整车能量控制策略中需要对双电机控制器进行能量管理，来协调两个电机系统之间的能量分配及与整车之间的匹配，但是，由于两个电机系统的工作模式较多，如不对双电机控制器的能量分配进行合理的协调与管理，易导致双电机系统出现过流故障，或控制过于保守，与整车匹配余量较大，无法发挥带升压装置的双电机系统的最大输出性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统，以解决现有技术中由于两个电机系统的工作模式较多，如不对双电机控制器的能量分配进行合理的协调与管理，易导致双电机系统出现过流故障或控制过于保守、与整车匹配余量较大，无法发挥带升压装置的双电机系统的最大输出性能的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法，所述双电机控制器包括：第一电机系统和第二电机系统，该能量控制方法包括：

获取当前参数，所述当前参数包括：所述第一电机系统的当前需求功率、所述第二电机系统的当前需求功率、升压装置的最大允许电流以及升压电压；

根据所述当前参数计算富余功率；

基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围计算所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围；

根据所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围、所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定所述第一电机系统和所述第二电机系统的实际执行转矩。

其中，所述根据所述当前参数计算富余功率，包括：

根据富余功率计算公式计算所述富余功率，所述富余功率计算公式为：

P_s＝U_c*I_c/1000-P_r-Ⅰ-P_r-II

其中，P_s为富余功率，单位为KW；I_c为所述升压装置的最大允许电流，单位为A，电流流向升压装置为正，反向为负；U_c为升压电压，单位为V；P_r-Ⅰ和P_r-II为所述第一电机系统的当前需求功率和所述第二电机系统的当前需求功率，单位均为KW，且发电状态功率为负，驱动状态功率为正。

其中，所述基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围，包括：

根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的工作模式与状态，查询所述预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表；

从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出优先限制级别低的电机系统；

将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值；

根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的运行状态以及所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

当所述当前允许输出功率范围小于所述第一电机系统的需求功率或所述第二电机系统的需求功率时，将改变升压装置的运行状态，并重新计算所述当前允许输出功率范围，将所述当前允许输出功率范围较大的输出，且按照当前运行状态进行执行。

其中，所述根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围计算所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围，包括：

根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围的边界值、所述第一电机系统和所述第二电机系统的各自系统温度、预设效率损失表以及当前车速查表得到所述第一电机系统和所述第二电机系统由所述双电机控制器当前允许输出转矩范围。

其中，所述根据所述当前允许输出转矩范围、所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定所述第一电机系统和所述第二电机系统的实际执行转矩，包括：

将所述当前由所述双电机控制器允许的输出转矩范围与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较，取其交集作为所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的最大允许输出转矩范围；

将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩分别与所述实际执行输出转矩范围的边界值进行比较，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩；

将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较；

当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩在所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围内时，则将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩作为实际执行输出转矩输出；

当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩超出所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围时，则将第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围的边界值作为实际执行输出转矩输出。

一种带升压装置的双电机控制器能量控制系统，所述双电机控制器包括：第一电机系统和第二电机系统，该能量控制系统包括：

获取模块，用于获取当前参数，所述当前参数包括：第一电机系统的当前需求功率、第二电机系统的当前需求功率、升压装置的最大允许电流以及升压电压；

富余功率计算模块，用于根据所述当前参数计算富余功率；

范围确定模块，用于基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

计算模块，用于根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围计算所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围；

实际执行转矩确定模块，用于根据所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围、所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定所述第一电机系统和所述第二电机系统的实际执行转矩。

其中，所述富余功率计算模块，用于根据富余功率计算公式计算所述富余功率，所述富余功率计算公式为：

P_s＝U_c*I_c/1000-P_r-Ⅰ-P_r-II

其中，P_s为富余功率，单位为KW；I_c为所述升压装置的最大允许电流，单位为A，电流流向升压装置为正，反向为负；U_c为升压电压，单位为V；P_r-Ⅰ和P_r-II为所述第一电机系统的当前需求功率和所述第二电机系统的当前需求功率，单位均为KW，且发电状态功率为负，驱动状态功率为正。

其中，所述范围确定模块包括：

查询单元，用于根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的工作模式与状态，查询所述预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表；

确定单元，用于从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出优先限制级别低的电机系统；

加载单元，用于将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值；

范围确定单元，用于根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的运行状态以及所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

当所述当前允许输出功率范围小于所述第一电机系统的需求功率或所述第二电机系统的需求功率时，将改变升压装置的运行状态，并重新计算所述当前允许输出功率范围，将所述当前允许输出功率范围较大的输出，且按照当前运行状态进行执行。

其中，所述计算模块，用于根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围的边界值、所述第一电机系统和所述第二电机系统的各自系统温度、预设效率损失表以及当前车速查表得到所述第一电机系统和所述第二电机系统由所述双电机控制器当前允许输出转矩范围。

其中，实际执行转矩确定模块包括：

第一比较单元，用于将所述当前由所述双电机控制器允许的输出转矩范围与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较，取其交集作为所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的最大允许输出转矩范围；

第二比较单元，用于将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩分别与所述实际执行输出转矩范围的边界值进行比较，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩；

第三比较单元，用于将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较；

第一输出单元，用于当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩在所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围内时，则将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩作为实际执行输出转矩输出；

第二输出单元，用于当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩超出所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围时，则将第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围的边界值作为实际执行输出转矩输出。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统，该能量控制方法通过实时获取整车控制器的当前参数，根据当前参数通过富余功率计算公式实时计算当前状态的富余功率，并根据电机系统的优先限制级别将富余功率附加到限制级别低的电机系统上，确定电机系统的允许输出功率范围，然后计算相应的允许输出转矩范围，将当前允许输出转矩范围、当前电机系统的需求转矩以及整车允许输出转矩范围进行比较，最终输出当前电机系统的实际执行转矩，本方法通过计算富余功率，根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，本方法采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的图1中步骤S103的具体流程图；

图3为本发明实施例提供的图1中步骤S105的具体流程图；

图4为本发明实施例提供的一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的一种带升压装置的双电机控制器能量控制系统的结构图；

图6为本发明实施例提供的图5中范围确定模块503的具体结构图；

图7为本发明实施例提供的图5中实际执行转矩确定模块505的具体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过当前参数计算富余功率，并根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，其采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

请参阅附图1，图1为本发明实施例提供的一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法的流程图。如图1所示，本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法，所述双电机控制器包括：第一电机系统和第二电机系统，该方法的具体包括如下步骤：

S101、获取当前参数，当前参数包括：第一电机系统的当前需求功率、第二电机系统的当前需求功率、升压装置的最大允许电流以及升压电压。

在本实施例中，获取当前参数中的升压电压和升压装置的最大允许电流主要是通过升压装置完成的，升压装置内部含有可以测量升压电压的传感器和计算最大允许电流的计算模块，且同时根据升压装置状态、动力电池母线电压、电机系统I和电机系统II的当前需求功率、自身IGBT的温度，考虑效率损失，计算升压装置最大允许电流。

需要说明的是，对于电机系统I和电机系统II的当前需求功率根据需求转矩或转速、效率MAP、升压电压、电机系统检测温度以及车速，综合考虑此时电机系统(电机系统I或电机系统II)的输出能力，计算此时的各自的需求功率，即：对于上述计算出来的各自的需求功率还要与电机系统I或电机系统II的输出能力进行比较，当需求功率小于输出能力时，则输出当前计算的需求功率，当需求功率大于输出能力时，则将最大输出能力值作为需求功率值输出。

需要补充的是，电机系统(电机系统I或电机系统II)若处于转速控制模式下，则在实际计算过程中，电机控制器先将目标转速转化成目标转矩，再进行相应的计算。

S102、根据当前参数计算富余功率。

在本实施例中，根据富余功率计算公式计算富余功率，富余功率计算公式为：

P_s＝U_c*I_c/1000-P_r-Ⅰ-P_r-II

其中，P_s为富余功率，单位为KW；I_c为升压装置的最大允许电流，单位为A，电流流向升压装置为正，反向为负；U_c为升压电压，单位为V；P_r-Ⅰ和P_r-II为第一电机系统的当前需求功率和第二电机系统的当前需求功率，单位均为KW，且发电状态功率为负，驱动状态功率为正。

S103、基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从第一电机系统和第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围。

在本实施例中，工作模式及状态与优先限制级别映射表如表1所示，表1中包含32种工作模式及状态组合，这32种是属于理论上的组合，而表1中对于电机系统无转速控制模式，因此不存在优先限制级别要求，另外四个优先级别“--”表示为由于在物理上不存在该中模式，所以也不考虑其优先限制级别，且该工作模式及状态与优先限制级别映射表根据不同的车型，由整车控制策略制定。

具体的，请工作模式及状态与优先限制级别映射表可参见表1：

需要说明的是，双电机控制系统分别控制驱动电机和发电机系统，其中电机系统Ⅰ表示驱动电机系统，不需要转速控制模式；电机系统II表示发电机系统，以发电为主。

该步骤根据当前电机系统的运行状态确定电机系统的优先限制级别，将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围。

S104、根据双电机控制器的当前允许输出功率范围计算双电机控制器的当前允许输出转矩范围。

在本实施例中，根据双电机控制器的当前允许输出功率范围的边界值、第一电机系统和第二电机系统的各自系统温度、预设效率损失表以及当前车速查表得到第一电机系统和第二电机系统由双电机控制器当前允许输出转矩范围。

需要说明的是，对于功率和转矩的对应关系可以查找预先设置好的功率和转矩表，该表中对应的包含电机系统的系统温度、预设效率损失表以及当前车速值。

S105、根据双电机控制器的当前允许输出转矩范围、第一电机系统和第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定第一电机系统和第二电机系统的实际执行转矩。

在本实施例中，根据当前电机系统的运行状态先确定电机系统的当前允许输出转矩范围，将当前允许输出转矩范围与整车允许输出转矩范围进行第一次比较，确定电机系统各自的允许输出转矩范围，然后将电机系统各自的当前需求扭矩与电机系统各自的允许输出转矩范围进行比较，得到电机系统各自的实际转矩，为了确保系统的正常运行，再将这个实际转矩与电机系统的整车允许输出转矩范围进行比较，若在范围内，则按照实际转矩作为实际执行转矩输出，若超出范围，则将电机系统的整车允许输出转矩范围的边界值作为实际执行转矩输出。

本实施例公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法，该方法通过当前参数计算富余功率，并根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，本方法采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

请参阅附图2，图2为本发明实施例提供的图1中步骤S103的具体流程图。具体的，步骤S103、基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从第一电机系统和第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围，具体该步骤包括如下：

S201、根据第一电机系统和第二电机系统的工作模式与状态，查询预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表。

在本实施例中，工作模式及状态与优先限制级别映射表如表1所示，表1中包含32种工作模式及状态组合，这32种是属于理论上的组合，而表1中对于电机系统无转速控制模式，因此不存在优先限制级别要求，另外四个优先级别“--”表示为由于在物理上不存在该中模式，所以也不考虑其优先限制级别，且该工作模式及状态与优先限制级别映射表根据不同的车型，由整车控制策略制定。

S202、从第一电机系统和第二电机系统中确定出优先限制级别低的电机系统。

根据上述工作模式及状态与优先限制级别映射表确定出优先限制级别低的电机系统，需要说明的是，对于优先限制级别高的电机系统容许降低工作输出功率。

S203、将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，得到第一电机系统和第二电机系统的允许输出功率边界值。

首先要优先限制级别高的电机系统的功率范围，而将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，这样就保证了两个电机系统的正常运行，同时最大限度的利用了双电机控制器的最大输出性能。

S204、根据第一电机系统和第二电机系统的运行状态以及第一电机系统和第二电机系统的允许输出功率边界值确定双电机控制器的当前允许输出功率范围。

当当前允许输出功率范围小于第一电机系统的需求功率或第二电机系统的需求功率时，将改变升压装置的运行状态，并重新计算当前允许输出功率范围，将当前允许输出功率范围较大的输出，且按照当前运行状态进行执行。

请参阅附图3，图3为本发明实施例提供的图1中步骤S105的具体流程图。如图3所示，步骤S105、根据双电机控制器的当前允许输出转矩范围、第一电机系统和第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定第一电机系统和第二电机系统的实际执行转矩，具体该步骤包括如下：

S301、将当前由双电机控制器允许的输出转矩范围与第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较，取其交集作为第一电机系统和第二电机系统各自的最大允许输出转矩范围。

S302、将第一电机系统和第二电机系统各自的当前需求转矩分别与实际执行输出转矩范围的边界值进行比较，得到第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩。

S303、将第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩与第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较。

S304、当第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩在第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围内时，则将第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩作为实际执行输出转矩输出；

S305、当第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩超出第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围时，则将第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围的边界值作为实际执行输出转矩输出。

请参阅附图4，图4为本发明实施例提供的一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法原理示意图。如图4所示，升压装置接收动力电池直流母线电压U_b、电机系统Ⅰ需求功率P_r_Ⅰ、电机系统II需求功率P_r_II，考虑自身IGBT温度及效率损失，计算当前升压装置状态(升压或不升压)下的最大允许电流I_c，并将其反馈给能量控制计算模块，同时将升压装置升压电压U_c(此电压为升压装置输出电压)反馈给电机系统Ⅰ、电机系统II、能量控制计算模块。

电机系统(电机系统Ⅰ或电机系统II)根据VCU的需求转矩T_r_Ⅰ或T_r_II、升压装置反馈的升压电压U_c、车速V，综合考虑效率MAP损失及电机系统的温度，计算需求功率P_r_Ⅰ或P_r_II，将需求功率P_r_Ⅰ或P_r_II与电机系统Ⅰ或电机系统II的输出功率范围进行比较，若Pr1_Ⅰ或P_r_II在电机系统Ⅰ或电机系统II输出功率范围内，按照此值输出；若超出范围值，则输出功率范围边界值输出，将输出的需求功率标记为Pr2_Ⅰ或P_r2_II，并将其反馈给升压装置和能量控制计算模块。需要说明的是，若此时电机系统(电机系统Ⅰ或电机系统II)处于转速控制模式下，则通过电机控制器转换成需求转矩T_r_Ⅰ或T_r_II后参与计算。

能量控制计算模块根据电机需求功率P_r2_Ⅰ和P_r2_II、升压装置最大允许电流I_c、升压电压U_c，计算富余功率P_s：

P_s＝U_c*I_c/1000-P_r-I-P_r-II

其中，I_c单位A，电流流向升压装置为正，反向为负；U_c单位V；P_s单位为kW，动力电池放电为正，充电为负；P_r_Ⅰ、P_r_II单位均为kW，发电状态功率为负，驱动状态功率为正。

同时，根据整车控制器输入的限制优先级别查表确定优先限制级别，将P_s与限制级别较低的电机系统(电机系统Ⅰ或电机系统II)的需求功率P_r2_Ⅰ或P_r2_II相加，得到电机系统Ⅰ和电机系统II的输出功率边界值，分别为P_r2_Ⅰ或P_r2_Ⅰ+P_s、P_r2_II或P_r2_II+P_s。依据以下进行电机系统Ⅰ或电机系统II允许输出功率范围确定，若此时电机系统(电机系统Ⅰ或电机系统II)的运行状态为驱动，则最小输出功率为0，最大输出功率之前计算的边界值；若此时电机系统(电机系统Ⅰ或电机系统II)的运行状态为发电，则最大输出功率为0，最小输出功率之前计算的边界值；若此时电机系统(电机系统Ⅰ或电机系统II)处于驱动和发电的模式转换，则此时输出功率范围根据需求的运行状态确定，即：电机系统Ⅰ输出功率范围：驱动[0，Pr2_Ⅰ]或：[0，Pr2_Ⅰ+Ps]；发电[Pr2_Ⅰ，0]或：[Pr2_Ⅰ+Ps，0]。电机系统II输出功率范围：驱动[0，Pr2_II]或：[0，Pr2_II+Ps]；发电[Pr2_II，0]或：[Pr2_II+Ps，0]。

当此时输出功率范围小于电机系统的需求功率P_r2_Ⅰ或P_r2_II时，应改变升压装置状态S_c，并重新估算输出功率范围，取输出功率范围内较大的一种状态，并要求升压装置按照此状态S_c执行，此处说明了升压装置的状态可以实现闭环控制。

根据计算得到当前由双电机控制器允许的最大输出转矩(T_c_Ⅰ_max和T_c_II_max)和最小输出转矩(T_c_Ⅰ_min和T_c_II_min)，并将其值与VCU计算的由整车允许的最大输出转矩(T_V_Ⅰ_max和T_V_II_max)和最小输出转矩(T_V_Ⅰ_min和T_V_II_min)比较，取其中较小的边界值，得到电机系统最大允许输出转矩(T_P_Ⅰ_max和T_P_II_max)和电机系统最小允许输出转矩(T_P_Ⅰ_min和T_P_II_min)。

将电机系统Ⅰ或电机系统II的需求转矩T_r_Ⅰ或T_r_II与电机系统最大允许输出转矩(T_P_Ⅰ_max和T_P_II_max)和电机系统最小允许输出转矩(T_P_Ⅰ_min和T_P_II_min)进行比较，若在范围内，则按照T_r_Ⅰ或T_r_II作为实际转矩输出，若不在范围内，则按照边界值作为实际转矩输出，并将其反馈给整车控制器(VCU)。

为了更好地确定整车系统的正常运行，整车控制器(VCU)将上述实际转矩与电机系统Ⅰ或电机系统II的整车需求扭矩范围相比较，若在范围内，则按照上述实际转矩作为实际执行转矩输出，若不在范围内，则按照整车需求扭矩范围的边界值作为实际执行转矩输出，最终得出电机系统Ⅰ和电机系统II实际执行转矩T_rc_Ⅰ和T_rc_II。

综上，本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法，该方法通过计算富余功率，根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，本方法采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

在上述公开的方法基础上，本发明还公开了一种系统，请参阅附图5，图5为本发明实施例提供的一种带升压装置的双电机控制器能量控制系统的结构图。如图5所示，本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制系统，双电机控制器包括：第一电机系统和第二电机系统，该系统的具体结构包括：获取模块501、富余功率计算模块502、范围确定模块503、计算模块504和实际执行转矩确定模块505，其中：

获取模块501，用于获取当前参数，当前参数包括：第一电机系统的当前需求功率、第二电机系统的当前需求功率、升压装置的最大允许电流以及升压电压；

富余功率计算模块502，用于根据当前参数计算富余功率；

范围确定模块503，用于基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从第一电机系统和第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

计算模块504，用于根据双电机控制器的当前允许输出功率范围计算双电机控制器的当前允许输出转矩范围；

实际执行转矩确定模块505，用于根据双电机控制器的当前允许输出转矩范围、第一电机系统和第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定第一电机系统和第二电机系统的实际执行转矩。

由于本实施例中的各单元能够执行图1所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1的相关说明。

优选的，请参阅附图6，图6为本发明实施例提供的图5中范围确定模块503的具体结构图。如图6所示，范围确定模块503具体结构包括：查询单元601、确定单元602、加载单元603和范围确定单元604，其中：

查询单元601，用于根据第一电机系统和第二电机系统的工作模式与状态，查询预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表；

确定单元602，用于从第一电机系统和第二电机系统中确定出优先限制级别低的电机系统；

加载单元603，用于将富余功率加载到限制级别低的电机系统上，得到第一电机系统和第二电机系统的允许输出功率边界值；

范围确定单元604，用于根据第一电机系统和第二电机系统的运行状态以及第一电机系统和第二电机系统的允许输出功率边界值确定双电机控制器的当前允许输出功率范围。

当当前允许输出功率范围小于第一电机系统的需求功率或第二电机系统的需求功率时，将改变升压装置的运行状态，并重新计算当前允许输出功率范围，将当前允许输出功率范围较大的输出，且按照当前运行状态进行执行。

由于本实施例中的各单元能够执行图2所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图2的相关说明。

优选的，请参阅附图7，图7为本发明实施例提供的图5中实际执行转矩确定模块505的具体结构图。如图7所示，实际执行转矩确定模块505具体结构包括：第一比较单元701、第二比较单元702、第三比较单元703、第一输出单元704和第二输出单元705，其中：

第一比较单元701，用于将当前由双电机控制器允许的输出转矩范围与第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较，取其交集作为第一电机系统和第二电机系统各自的最大允许输出转矩范围；

第二比较单元702，用于将第一电机系统和第二电机系统各自的当前需求转矩分别与实际执行输出转矩范围的边界值进行比较，得到第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩；

第三比较单元703，用于将第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩与第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较；

第一输出单元704，用于当第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩在第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围内时，则将第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩作为实际执行输出转矩输出；

第二输出单元705，用于当第一电机系统和第二电机系统各自的实际输出转矩超出第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围时，则将第一电机系统和第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围的边界值作为实际执行输出转矩输出。

由于本实施例中的各单元能够执行图3所示的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图3的相关说明。

综上，本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制系统，该能量控制系统通过计算富余功率，根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，本方法采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

综上所述，本发明公开了一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法及系统，该能量控制方法通过实时获取整车控制器的当前参数，根据当前参数通过富余功率计算公式实时计算当前状态的富余功率，并根据电机系统的优先限制级别将富余功率附加到限制级别低的电机系统上，确定电机系统的允许输出功率范围，然后计算相应的允许输出转矩范围，将当前允许输出转矩范围、当前电机系统的需求转矩以及整车允许输出转矩范围进行比较，最终输出当前电机系统的实际执行转矩，本方法通过计算富余功率，根据当前工作模式及状态优先保证双电机控制器的其中一个电机系统的输出功率，实时反馈电机系统的允许输出转矩，保证第一电机系统和第二电机系统在使用的过程中，均不会出现过流现象，且可以满足整车最大需求和发挥双电机控制器的最大输出性能，另外，本方法采用当前值计算，减少了时间延迟，降低了双电机系统出现过流故障或损坏双电机系统风险。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上结合附图对本发明所提出的方法进行了示例性描述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，如前后桥都有电机参与驱动的混合动力系统等。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种带升压装置的双电机控制器能量控制方法，所述双电机控制器包括：第一电机系统和第二电机系统，其特征在于，该能量控制方法包括：

获取当前参数，所述当前参数包括：所述第一电机系统的当前需求功率、所述第二电机系统的当前需求功率、升压装置的最大允许电流以及升压电压；

根据所述当前参数计算富余功率；

基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围计算所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围；

根据所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围、所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定所述第一电机系统和所述第二电机系统的实际执行转矩。

2.根据权利要求1所述的能量控制方法，其特征在于，所述根据所述当前参数计算富余功率，包括：

根据富余功率计算公式计算所述富余功率，所述富余功率计算公式为：

P_s＝U_c*I_c/1000-P_r-Ⅰ-P_r-II

其中，P_s为富余功率，单位为KW；I_c为所述升压装置的最大允许电流，单位为A，电流流向升压装置为正，反向为负；U_c为升压电压，单位为V；P_r-Ⅰ和P_r-II为所述第一电机系统的当前需求功率和所述第二电机系统的当前需求功率，单位均为KW，且发电状态功率为负，驱动状态功率为正。

3.根据权利要求1所述的能量控制方法，其特征在于，所述基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围，包括：

根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的工作模式与状态，查询所述预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表；

从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出优先限制级别低的电机系统；

将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值；

根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的运行状态以及所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

当所述当前允许输出功率范围小于所述第一电机系统的需求功率或所述第二电机系统的需求功率时，将改变升压装置的运行状态，并重新计算所述当前允许输出功率范围，将所述当前允许输出功率范围较大的输出，且按照当前运行状态进行执行。

4.根据权利要求1所述的能量控制方法，其特征在于，所述根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围计算所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围，包括：

根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围的边界值、所述第一电机系统和所述第二电机系统的各自系统温度、预设效率损失表以及当前车速查表得到所述第一电机系统和所述第二电机系统由所述双电机控制器当前允许输出转矩范围。

5.根据权利要求1所述的能量控制方法，其特征在于，所述根据所述当前允许输出转矩范围、所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定所述第一电机系统和所述第二电机系统的实际执行转矩，包括：

将所述当前由所述双电机控制器允许的输出转矩范围与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较，取其交集作为所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的最大允许输出转矩范围；

将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩分别与所述实际执行输出转矩范围的边界值进行比较，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩；

将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较；

当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩在所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围内时，则将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩作为实际执行输出转矩输出；

当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩超出所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围时，则将第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围的边界值作为实际执行输出转矩输出。

6.一种带升压装置的双电机控制器能量控制系统，所述双电机控制器包括：第一电机系统和第二电机系统，其特征在于，该能量控制系统包括：

获取模块，用于获取当前参数，所述当前参数包括：第一电机系统的当前需求功率、第二电机系统的当前需求功率、升压装置的最大允许电流以及升压电压；

富余功率计算模块，用于根据所述当前参数计算富余功率；

范围确定模块，用于基于预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表，从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出限制级别低的电机系统，将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

计算模块，用于根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围计算所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围；

实际执行转矩确定模块，用于根据所述双电机控制器的当前允许输出转矩范围、所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩以及整车允许输出转矩范围确定所述第一电机系统和所述第二电机系统的实际执行转矩。

7.根据权利要求6所述的能量控制系统，其特征在于，所述富余功率计算模块，用于根据富余功率计算公式计算所述富余功率，所述富余功率计算公式为：

P_s＝U_c*I_c/1000-P_r-Ⅰ-P_r-II

其中，P_s为富余功率，单位为KW；I_c为所述升压装置的最大允许电流，单位为A，电流流向升压装置为正，反向为负；U_c为升压电压，单位为V；P_r-Ⅰ和P_r-II为所述第一电机系统的当前需求功率和所述第二电机系统的当前需求功率，单位均为KW，且发电状态功率为负，驱动状态功率为正。

8.根据权利要求6所述的能量控制系统，其特征在于，所述范围确定模块包括：

查询单元，用于根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的工作模式与状态，查询所述预先建立的工作模式及状态与优先限制级别映射表；

确定单元，用于从所述第一电机系统和所述第二电机系统中确定出优先限制级别低的电机系统；

加载单元，用于将所述富余功率加载到所述限制级别低的电机系统上，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值；

范围确定单元，用于根据所述第一电机系统和所述第二电机系统的运行状态以及所述第一电机系统和所述第二电机系统的允许输出功率边界值确定双电机控制器的当前允许输出功率范围；

当所述当前允许输出功率范围小于所述第一电机系统的需求功率或所述第二电机系统的需求功率时，将改变升压装置的运行状态，并重新计算所述当前允许输出功率范围，将所述当前允许输出功率范围较大的输出，且按照当前运行状态进行执行。

9.根据权利要求6所述的能量控制系统，其特征在于，所述计算模块，用于根据所述双电机控制器的当前允许输出功率范围的边界值、所述第一电机系统和所述第二电机系统的各自系统温度、预设效率损失表以及当前车速查表得到所述第一电机系统和所述第二电机系统由所述双电机控制器当前允许输出转矩范围。

10.根据权利要求6所述的能量控制系统，其特征在于，实际执行转矩确定模块包括：

第一比较单元，用于将所述当前由所述双电机控制器允许的输出转矩范围与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较，取其交集作为所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的最大允许输出转矩范围；

第二比较单元，用于将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的当前需求转矩分别与所述实际执行输出转矩范围的边界值进行比较，得到所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩；

第三比较单元，用于将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩与所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围进行比较；

第一输出单元，用于当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩在所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围内时，则将所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩作为实际执行输出转矩输出；

第二输出单元，用于当所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的实际输出转矩超出所述第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围时，则将第一电机系统和所述第二电机系统各自的整车允许的输出转矩范围的边界值作为实际执行输出转矩输出。