CN107097686A - 双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法 - Google Patents

双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法，属于电动汽车的技术领域，所述电动汽车包括前电机和后电机，前电机通过差速器连接至前轴，后电机通过差速器连接至后轴，所述控制方法包括以下步骤：①整车控制器计算驾驶员需求扭矩；②根据驾驶员需求扭矩和车速，确定后轴驱动扭矩分配系数k，前轴扭矩分配系数1‑k，并且0≤k≤1；③根据后轴驱动扭矩分配系数k确定后电机扭矩，根据前轴驱动扭矩分配系数k确定前电机扭矩。在不改变原有动力系统结构和不增加成本的情况下，本发明的控制方法通过优化电机驱动扭矩分配系数的算法达到了改善能耗的技术效果。

Description

双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法。
背景技术
随着石化等不可再生资源的日益短缺，以及各国环境保护措施日趋严格，传统汽车所导致的能源紧张和大气污染问题也日益受到关注。由于纯电动汽车对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，对于双电机电动汽车，在现有技术中对于前电机和后电机通常按照固定的扭矩比例进行驱动扭矩分配，从而导致前电机和后电机系统的效率不高。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法。
为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法，所述电动汽车包括前电机、前电机控制器、后电机、后电机控制器、动力电池和整车控制器；所述前电机通过差速器连接至前轴，所述后电机通过差速器连接至后轴，所述前电机控制器通过硬线连接至所述前电机和所述动力电池，所述后电机控制器通过硬线连接至所述后电机和所述动力电池，所述整车控制器通过CAN总线分别连接至所述前电机控制器、后电机控制器和动力电池；所述控制方法包括以下步骤：
①整车控制器计算驾驶员需求扭矩；
②根据驾驶员需求扭矩和车速，确定后轴驱动扭矩分配系数k，前轴扭矩分配系数1-k，并且0≤k≤1；
③根据后轴驱动扭矩分配系数k确定后电机扭矩，根据前轴驱动扭矩分配系数k确定前电机扭矩。
其中，在步骤①中，所述整车控制器根据加速踏板信号、制动踏板信号、档位和车速信号计算驾驶员需求扭矩。
其中，在步骤③中，所述后电机扭矩等于驾驶员需求扭矩×后轴驱动扭矩分配系数k×驱动轴到后电机速比；所述前电机扭矩等于驾驶员需求扭矩×前轴驱动扭矩分配系数k×驱动轴到后电机速比。
与最接近的现有技术相比，本发明的双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法具有以下有益效果：
1.本发明的驱动扭矩分配控制方法能够有效改善驱动行驶时电机工作的系统效率；
2.系统效率因车型、动力系统匹配而异，但NEDC工况下总体电能消耗降低5％以上。
附图说明
图1为本发明的双电机电动汽车的动力控制系统结构示意图。
图2为本发明的双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制流程示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法做进一步的阐述，以期对本发明的技术方案做出更完整和清楚的说明。
本发明中所述的汽车例如可以包括轿车、SUV、公共汽车、巴士、商务车、卡车、越野车等多种形式的机动车辆。本发明的双电机电动汽车可为仅包括两个电机的纯电动汽车，或者还可以为包括发动机以及两个电机的混合动力汽车。
如图1所示，本发明所涉及的电动汽车包括前电机(FM)、前电机控制器(FMCU)、后电机(RM)、后电机控制器(RMCU)、动力电池和整车控制器(VCU)；所述前电机(FM)通过差速器连接至前轴，所述后电机(RM)通过差速器连接至后轴，所述前电机控制器(FMCU)通过硬线连接至所述前电机(FM)和所述动力电池，所述后电机控制器(RMCU)通过硬线连接至所述后电机(RM)和所述动力电池，所述整车控制器(VCU)通过CAN总线分别连接至所述前电机控制器(FMCU)、后电机控制器(RMCU)和动力电池。当然图1对本发明所述及的电动汽车的动力控制系统结构仅是描述性地，本发明的扭矩分配控制方法还适用于包括发动机、前电机和后电机的混合动力汽车。
具体来说，本发明的驱动扭矩控制方法包括以下步骤：
①根据加速踏板信号、制动踏板信号、档位和车速信号整车控制器计算驾驶员需求扭矩；
②根据驾驶员需求扭矩和车速，确定后轴驱动扭矩分配系数k，前轴扭矩分配系数1-k，并且0≤k≤1；具体来说，针对不同的电机、车型等配置，首先通过模拟实验确定出影响扭矩分配系数的主要因素，我们发现需求扭矩和车速是影响最佳系统效率的最主要因素，从而可以通过模拟实验预先获得需求扭矩、车速和后轴驱动扭矩分配系数k的映射表。从而在使用过程中根据该映射表，以及对应地驾驶员需求扭矩和车速即可查表获得具有最佳系统效率的扭矩分配系数。
③根据后轴驱动扭矩分配系数k确定后电机扭矩，根据前轴驱动扭矩分配系数k确定前电机扭矩。如图2所示，所述后电机扭矩等于驾驶员需求扭矩×后轴驱动扭矩分配系数k×驱动轴到后电机速比；所述前电机扭矩等于驾驶员需求扭矩×前轴驱动扭矩分配系数k×驱动轴到后电机速比。
本发明的驱动扭矩分配控制方法避免了每次迭代或者大量的效率寻优(例如电机效率寻优)计算，而是直接找出影响系统效率的主要影响因素，并通过映射的方法快速获得最优的分配系数并确定扭矩分配。本发明的控制方法在不改变原有动力系统结构和不增加成本的情况下，通过优化电机驱动扭矩分配系数的算法达到改善能耗的目的，目前本发明的驱动扭矩分配控制方法已应用于部分PHEV和EV整车控制器，对于不同的车型、动力系统匹配，NEDC工况下总体电能消耗能够降低5％以上。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是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非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法，所述电动汽车包括前电机、前电机控制器、后电机、后电机控制器、动力电池和整车控制器；所述前电机通过差速器连接至前轴，所述后电机通过差速器连接至后轴，所述前电机控制器通过硬线连接至所述前电机和所述动力电池，所述后电机控制器通过硬线连接至所述后电机和所述动力电池，所述整车控制器通过CAN总线分别连接至所述前电机控制器、后电机控制器和动力电池；所述控制方法包括以下步骤：
①整车控制器计算驾驶员需求扭矩；
②根据驾驶员需求扭矩和车速，确定后轴驱动扭矩分配系数k，前轴扭矩分配系数1-k，并且0≤k≤1；
③根据后轴驱动扭矩分配系数k确定后电机扭矩，根据前轴驱动扭矩分配系数k确定前电机扭矩。
2.根据权利要求1所述的双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法，其特征在于：在步骤①中，所述整车控制器根据加速踏板信号、制动踏板信号、档位和车速信号计算驾驶员需求扭矩。
3.根据权利要求1所述的双电机电动汽车的驱动扭矩分配控制方法，其特征在于：在步骤③中，所述后电机扭矩等于驾驶员需求扭矩×后轴驱动扭矩分配系数k×驱动轴到后电机速比；所述前电机扭矩等于驾驶员需求扭矩×前轴驱动扭矩分配系数k×驱动轴到后电机速比。
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