CN107255921A - 电动汽车增程器优化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车增程器优化控制方法，设计一种适合城市增程式电动汽车运行的多段式功率跟随控制方法。控制过程如下：首先根据电动汽车当前的运行工况，确定燃油消耗最低的工作区域，在N个工作点就近选择其中一个进行匹配；确定当前的功率需求值及实际功率值，对增程器的输出功率进行控制，确定增程器在静止坐标系下的电流需求值，最后根据电流需求值，对增程器的工作电流进行控制；基于发动机在N个工作点上切换，转速点随之切换，因此发电机的输出频率也将根据转速的变化稳定工作在N个频率点ω1、ω2…ωN。由此，本发明简化了控制过程的坐标变换，提高了系统的稳定性、鲁棒性与实时跟踪特性。
Description
技术领域：
本发明涉及混合动力电动汽车，进一步涉及电动汽车增程器优化控制方法。
背景技术：
为了克服纯电动汽车(Electric Vehicle,EV)续航里程不足的缺点，越来越多类型的电动汽车被人们定义和开发出来。增程式电动汽车(Extended Ranger ElectricalVehicle，EREV)被认为是一种低成本解决方案。EREV主要有三种结构形式：蓄电池发电系统、燃料电池系统、发动机与发电机组合系统。其中发动机与发电机组合发电系统应用最为广泛，其内部集成了一个小的发电机组，动力系统结构示意图如附图1所示。EREV与HEV式混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)之间的区别是，HEV其动力输出部分直接与发动机相连，使发动机无法长时间工作在高效状态，尾气排放及燃油经济性仍不甚理想。而EREV的设计是基于纯电动汽车，增程器(Extended Ranger，ER)的输出与整车的驱动系统没有机械连接，其输出转速和转矩与整车的速度以及牵引性能无关，只需要满足整车驱动功率的需求。
目前ER发电控制系统主要有两种方案，一种是电励磁交流同步电机与不可控整流器配合，通过调节发电机励磁电流控制输出功率，虽然是一种低成本的解决方案但是电励磁电机不满足车用高功率密度的要求，通常应用于大功率的场合。另一种是永磁同步电机与PWM整流器配合，能够控制电机运行在电动以及发电两种状态，这种结构具有硬件结构简单，电机功率密度高的特点，且能够同时控制发动机转速以及发电机转矩，提高系统的发电效率，是ER控制系统的理想解决方案。
关于ER的控制问题，现有技术中，技术路线1是采用PID预测控制实现增程器的输出电压以及功率的调整。
技术路线2是采用PI控制器对系统的功率进行控制，使用电压和电流传感器计算功率反馈值，由于采用PI控制的电流环含有电流耦合项，为保证电流环的动态性能需要增加补偿项，导致系统控制结构复杂，且缺乏鲁棒性，一些文献也给出了鲁棒的控制方法，如模糊逻辑控制，以及采用DP技术获得最优解的控制方法。然而这些控制策略，如DP算法不适合应用于实时控制，因为这种控制方法是基于多个驾驶周期的计算，因此需要大量的数据处理。
因此，需要一种新的解耦思想，简化控制算法，提高系统发电效率，设计具有快速响应高鲁棒性的控制方法。
发明内容：
本发明的目的是设计一种适合城市增程式电动汽车运行的多段式功率跟随控制方法。
ER(Extended Ranger)的工作模式既发动机与发电机配合的工作状态对提高系统发电效率，减少燃油消耗及排放起到关键的作用；目前ER与电动汽车配合主要采用的是电荷耗尽-维持(Charge-Depleting and Charge-Sustaining，CD-CS)工作模式。EREV在CD-CS工作模式下有2种控制方式：一种是恒功率控制方式，如图2(a)所示，在这种控制方式下发电机组稳定在高效区运行，但电池在CS阶段被频繁冲放，引起电池荷电状态(State ofCharge,SOC)波动频繁，降低电池的使用寿命；另一种是功率跟随控制方式，如图2(b)所示，发电机组的输出功率随需求功率不断变化，能够保持电池SOC稳定变化提高电池使用寿命，但需要实时优化ER系统的效率。
由于发动机的效率特性具有非线性的特性，实时优化发动机的高效工作区计算量很大，且即使实时优化高效工作区，在整车需求功率较小时，增程发电系统的效率较低。因此，本发明设计发动机的转速根据需求功率的大小，在最佳燃油消耗曲线上选取N个工作点做恒转速运行。在不同转速下实现对发电机的转矩调节，从而解决了增程发电系统的高度非线性控制问题，且发动机与发电机都运行在高效工作区内。设计为满足上述工作方式的实现，设计一个稳定的具有鲁棒性的控制系统使汽车在不断变化的工况下能够实现快速稳定的功率跟随控制，从而减少通过电池传输到整车驱动电机的功率，提高系统效率，平稳SOC变化，延长电池使用寿命，并有效抑制了当汽车运行状况变化时对发电电流的影响。
具体技术方案如下：
电动汽车增程器优化控制方法，所述发电系统包括：依次串接的发动机、发电机、整流电路，以及与整流电路并接的蓄电池、逆变电路，所述逆变电路与驱动电机相连；所述发电机采用多频比例谐振控制器控制；控制过程如下：
步骤1：根据发动机的特性曲线可以近似拟合出一条三阶的转速-转矩的函数关系曲线，曲线上的每一个点代表相应功率下转矩和转速的优化匹配，已知整车的功率需求P*，可以实时获得燃油消耗最低工作曲线上的工作点，进而可以得出选用发动机的高效工作区域；在燃油消耗最低的工作区域，选取N个工作点；
步骤2：根据电动汽车当前的运行工况，确定当前的功率需求值及实际功率值；
步骤3：依据上述当前的功率需求值，根据所述増程器的工作特性曲线，依据需求功率大小采用局部功率跟随控制选取和确定稳定工作点；
步骤4：依据上述当前的功率需求值，确定増程器中的发动机在所述目标区域内对应的转速值；
步骤5：控制发动机工作在所述转速值上，并调节所述増程器中发电机的转矩，以使所述增程器实际输出的功率值跟随所述当前的功率需求值变化；
步骤6：根据当前的功率需求值及实际功率值，确定所述増程器在静止坐标系下的电流需求值；
步骤7：获取所述发电机在静止坐标系下的实际电流值；
步骤8：根据所述电流需求值及实际电流值，采样多频比例谐振控制器，确定所述发电机在静止坐标系下的电压需求值；
步骤9：基于空间矢量调制策略，确定功率变换器中各功率开关的驱动信号；
步骤10：基于所述驱动信号，对所述各功率开关的工作状态进行控制。
作为优选方案之一，在所述步骤8中，基于发动机在N个工作点上切换，转速点当然也随之切换，因此发电机的输出频率也将根据转速的变化稳定工作在N个频率点ω1、ω2…ωN；多频比例谐振控制器能够在指定频率处具有稳态无静差跟踪的特性，为实现不同频率下的无静差跟踪，多频比例谐振控制器s域传递函数表达式如下：
其中，ωi是高效工作区的谐振频率点，KP、KR为比例、谐振增益系数，ωc为谐振截止角频率；多频比例谐振控制器在这N个频率点附近的增益为KP+KRi；通过参数KP与参数KRi的设计，可以实现系统在谐振频率处的近似零稳态误差控制。
作为优选方案之一进一步优选方案，所述步骤4的具体过程为：
开始；
步骤4.1：判断是否满足SOC<0.2，如果满足，转步骤4.3；否则转步骤4.2；
步骤4.2：启动CD运行模式；
步骤4.3：启动CS运行模式，判断整车需求功率P*位于哪个工作点附近，给发动机匹配相应的转速和扭矩；
步骤4.7：判断是否满足SOC>0.3，如果满足，转步骤4.11；否则转步骤4.3；
步骤4.11：关闭CS运行模式。
作为优选方案之一更进一步优选方案，所述N＝3，多频比例谐振控制器s域传递函数表达式如下：
作为优选方案之一再进一步优选方案，所述步骤4的具体过程为：
开始；
步骤4.1：判断是否满足SOC<0.2，如果满足，转步骤4.3；否则转步骤4.2；
步骤4.2：启动CD运行模式；
步骤4.3：启动CS运行模式，判断整车需求功率P*是否大于发动机最小输出功率；大于则转步骤4.4；否则转步骤4.8；
步骤4.4：判断整车需求功率P*是否大于发动机第一中间输出功率P2；大于则转步骤4.5；否则转步骤4.9；
步骤4.5：判断整车需求功率P*是否大于发动机第二中间输出功率；大于则转步骤4.6；否则转步骤4.10；
步骤4.6：发动机输出功率P2<Pout<P3，转速、扭矩进行相应的匹配；然后转步骤4.7；
步骤4.7：判断是否满足SOC>0.3，如果满足，转步骤4.11；否则转步骤4.3；
步骤4.8：发动机输出功率Pout＝Pmin，
步骤4.9：发动机输出功率满足Pmin<Pout<＝P1，转速、扭矩进行相应的匹配；然后转步骤4.7；
步骤4.10：发动机输出功率满足P2<Pout<＝P3，转速、扭矩进行相应的匹配；然后转步骤4.7；
步骤4.11：关闭CS运行模式；
P3代表发电机最大输出功率。
作为优选方案之二，所述发电机的输出功率通过定子电流q轴分量iq实现，公式如下：
本发明相对于现有技术的优点在于：
(一)提出了基于比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制的多比例谐振控制器(Multi-Frequency Proportional Resonant,MFPR)，在两相静止坐标系下可实现对不同转速下的发电机输出电流进行快速无静差跟踪。可简化控制过程的坐标变换，且能够提高系统的稳定性及鲁棒性。
(二)实验结果表明，本专利所提出的控制策略具有优良的稳定运行性能和对参数变化的鲁棒性，有效兼顾系统稳态裕度和暂态性能，达到较好的实时跟踪效果。所提控制策略使发动机围绕最低燃油消耗曲线运行，同时发电机也持续运行在高效区内，实验测试发电机工作区效率在90％以上，有效的提高了增程器的发电效率，减少了整车的燃油消耗。
附图说明：
图1是增程式电动汽车动力系统结构示意图。
图2是増程器CD-CS工作模式下的控制方法示意图；(a)为恒功率控制，(b)为功率跟随控制。
图3是实施例中发动机特性曲线及高效工作区。
图4是实施例中发动机特性曲线及高效工作区工作点示意图。
图5是实施例中增程器局部功率跟随控制框图。
图6是实施例中基于电流环MFPR控制器的控制策略。
图7是实施例中理想PR控制器的幅频特性。
图8是实施例中电流内环控制结构框图。
图9是实施例中系统电流环频域响应特性曲线。
图10是实施例仿真验证中，采用本专利控制策略的发电机输出电流波形，实际值围绕着参考值微小波动，基本重合。
图11是实施例仿真验证中，采用现有技术—传统SVM控制策略的发电机电流波形，实际值围绕着参考值波动，局部波动幅度较大。
图12是实施例仿真验证中，增程器需求功率跳变时功率瞬态响应曲线，实际值围绕着参考值微小波动，基本重合。
图13是实施例仿真验证中，功率给定突变发电机电流波形。
图14是实施例实验验证中，功率给定突变发电机侧输出瞬态响应曲线；14(a)为输出功率给定值与实际测量波形，14(b)为输出电流变化波形。
具体实施方式：
实施例：
本实施例的ER系统是针对城市紧凑型电动汽车的应用。根据整车开发目标以及性能要求，最终确定系统由一个17kW两缸四冲程发动机、13kW永磁同步发电机以及PWM变换器组成。图3为选用发动机的特性曲线图，由于永磁同步发电机在70％以上工作区域内都能达到90％以上的输出效率，而发动机相比发电机的高效工作区要窄很多，因此分析确定发动机的最低燃油消耗工作区即可实现ER系统高效率工作的匹配。
根据图3发动机的特性曲线可以近似拟合出一条三阶的转速-转矩的函数关系曲线，如图4红色虚线所示。曲线上的每一个点代表相应功率下转矩和转速的优化匹配，曲线的函数关系可以表示为：
已知整车的功率需求P*，可以实时获得燃油消耗最低工作曲线上的工作点[T*eng,ω*e]。由图3可以得出选用发动机的高效工作区域为2500rpm≤ωe≤3000rpm,30rpm≤Teng≤47rpm。因此为了实现效率的优化，工作点需限定在上述区域内，依据需求功率大小采用局部功率跟随控制。当需求功率范围是7kW到9kW时，发动机转速设定为2300rpm，转矩在A点附近调节，；当功率范围9kW到11kW时，发动机转速设定为2500rpm，转矩在B点附近调节，；功率范围11kW到13kW时，转速设定为2700rpm，转矩在C点附近调节。通过在三个速度等级上调节发电机的转矩实现输出跟踪目标功率控制。
控制的流程图如图5所示，当电池SOC达到设定的临界值时发出启动命令。系统启动进入运行状态后，ER根据整车控制器发送的需求功率P*，判断是否进入功率跟随区域。ER的最小输出功率为7kW,当需求功率P*小于7kW时，增程器将恒定在最小功率输出，多余的能量给电池充电。当P*大于7kW时，发动机将根据需求功率在三个速度等级上切换。
为了分析ER发电系统的功率跟随控制策略，需要建立被控对象的数学模型。永磁同步电机按照发电机惯例，得到转子磁链定向旋转坐标系下电机的数学模型表达式如下:
电磁转矩表达式：
Tem＝0.75pn[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]
其中ud、uq、id、iq分别为定子电压电流d、q轴分量；Ld、Lq分别为d、q轴同步电感；ψf转子永磁体磁链；ωs同步角频率；Rs定子绕组电阻；pn表示电机的极数；Tem为电磁转矩。采用id＝0控制定子电流，则电磁转矩的表达式可以简化为：
Tem＝1.5pnψfiq
根据电机功率、转速以及转矩之间的关系可知：
因此,当转速一定时，通过控制iq即可实现发电机输出功率的调节。
ER发电机采用MFPR控制器功率跟随控制策略如图6所示。uα和uβ为静止坐标系下电压矢量的α、β轴分量，iα和iβ为电流互感器所检测的定子三相电流检测值ia、ib、ic转换为两相静止坐标系下的电流检测值在α、β轴的分量，“abc/αβ”为三相到两相坐标变换，“dq/αβ”为两相旋转到两相静止坐标变换，PLL为锁相环用以实时检测发电机三相输出电压ua、ub、uc的相角θ，P*为瞬时有功功率参考值，瞬时有功功率反馈值P为通过功率变换器直流母线电压Vdc和电流Idc相乘得来。id、iq分别为旋转坐标系下定子电流d、q轴分量，基于瞬时有功功率参考值P*与系统瞬时有功功率实际反馈值P确定比例积分(PI)控制器的输入值，经过PI调节器可计算出两相旋转坐标系下定子参考电流的dq轴分量id *、iq *，再通过“dq/αβ”环节获得两相静止坐标系下电流参考值iα *、iβ *。然后，基于静止αβ坐标系的电流检测值与静止αβ坐标系的电流参考值iα *、iβ *确定多频率比例谐振控制器(Multi-Frequency PRcontroller，MFPR)的输入值。利用MFPR调节器可计算出两相静止坐标系下电压参考值uα *、uβ *。进而基于所述空间矢量调制策略(SVM)输出功率开关的通断驱动信号控制三相功率变换器。
外环以增程式电动汽车的需求功率为参考值P*，对瞬时功率进行实时控制，从而获得良好的动、静态特性。内环是被控参数为交变信号的电流环，其中，iα*、iβ*为静止坐标系下电流参考值，PR控制器被引入并扩展为MFPR控制器以实现上一节提到的多工作点下不同频率输出电流控制，以显著减少控制系统稳态误差。
理想型PR调节器的传递函数如下所示：
其中，ω0为谐振频率，KP、KR为比例、谐振增益系数。当发电机参考输出电流信号的角频率为ω0，即s＝±jω0，此时可得GPR(s)幅值：
由上面公式可以看出控制器在所跟踪信号频率处幅值裕量无穷大，而在其他非基频处增益非常小，同时引入90°的相角滞后。对于闭环控制系统，输出能够达到在幅值和相位上无静差跟踪特定频率处的交流给定量，但当发动机转速发生波动时，发电机输出电流频率会受到摄动，因为带宽较窄，系统开环增益将出现明显减小，从而无法稳定跟踪被控信号，进而引起系统稳定性变差，如图7所示。
为了有效降低摄动对变换器输入电流的影响，同时满足控制系统稳定性要求，引入准PR控制器，可推得控制器s域传递函数：
其中ωc为截止角频率。由上述公式可看出，在ω0点其增益由无穷大降低到有限增益，通过合理的参数变量设计可以有效的消除稳态误差。
基于前面所述，由于发动机将在三个转速点上切换，因此发电机的输出频率也将根据转速的变化稳定工作在三个频率点ω1、ω2与ω3。准PR控制器能够在指定频率处具有稳态无静差跟踪的特性，为实现不同频率下的无静差跟踪，本专利采用多个准PR控制器(Multi-Frequency PR controller，MFPR)共同作用对不同频率的输出电流实施控制。控制器s域传递函数表达式如下：
通过传递函数可以看出系统有三个谐振频率点ω1、ω2和ω3，MFPR控制器在这三个频率点附近的增益为KP+KRi。通过合理的参数KP与参数KRi的设计，可以实现系统在谐振频率处的近似零稳态误差控制。过大的KP值将削弱谐振环节的相对优势，即间接影响了控制器的带宽与稳定性。增大KRi值，控制器谐振频率处增益随之提高，达到了消除稳态误差的效果。因此，MFPR控制器参数设计需要兼顾各性能指标对系统动、静态性能的相互影响，其参数调节的规律为：调节比例增益KP与谐振增益KRi以符合系统稳定性与动态性能；调节截止频率ωc以抑制信号波动对控制信号产生的扰动。欲实现快速动态响应，系统带宽需足够大。但过大的带宽将引入系统开关频率等高频噪声，需要折中考虑彼此影响加以选取。
为了提高变换器的动、静态性能，除上面分析了控制器各参数对系统控制性能影响之外，针对整个控制系统的稳定性分析设计亦尤为重要，图8为电流环控制模型框图,iα*和iα分别表示发电机输出电流在αβ坐标下的给定值与实际值；其中模块1为MFPR控制结构，模块2为三相VSC所构成的发电机控制的数学模型。
考虑到控制系统在谐振频率点处增益远大于1，根据电流内环模型可以推出系统电流环开环传函表达式为：
传递函数GD(s)表征了系统控制信号的采样保持，该环节通过一个滞后环节表述：
传递函数GVSC(s)表征了功率变换器脉宽调制环节时间延时，该环节为一阶惯性环节：
传递函数GL(s)表征了永磁同步发电机数学模型，该环节为一阶惯性环节：
其中，L为永磁同步发电机定子等效电感；R为永磁同步发电机定子等效电阻。
由图9所示电流环控制框图，传递函数GD(s)表征了系统控制信号的采样保持，并且考虑到A/D采样保持与传输将导致一拍计算延时滞后，即该环节可通过一个滞后环节表述：
由泰勒级数(Taylor)对此一阶滞后环节展开：
将上式传函中的s由jω代替，由于较高的采样频率，并基于采样保持的信号为频率较低的电流变量，可得出：
进而上述延时环节可近似为一阶小惯性环节，可得：
同时，PWM环节波形占空比更新亦带来半拍延时引起-ωTs/2的相位延迟。对该一阶小惯性环节进行近似逼近：
其中，∑Ti为等效延时因子，KD为等效增益系数，Td为采样保持延时时间，Kd为采样保持延时系数，TPWM为脉宽调制延时时间，KPWM为脉宽调制延时系数。信号采样和PWM环节等效延时因子∑Ti为采样周期的1.5倍，它的取值对电流内环产生较大影响。
图9为控制系统电流环的闭环频域特性曲线，借以探讨被设计系统可允许模型不确定性程度的稳定裕度指标。从图中可以看出系统幅值裕度(Gain Margin，GM)的值为：
h＝-20lg|G(jωcs)|＝11.5dB
相位裕度(Phase Margin,PM)的值为：
γ＝π+∠G(jωs)＝49.8°
一般要求系统的相角裕度为30°<PM<60°，幅值裕度GM>6dB。由闭环传函Bode图可知，其所涉电流环带宽较宽，故对于不同转速下的发电机输出电流频率在100Hz～200Hz之间亦满足系统稳定裕量要求。综上分析，此闭环系统是稳定的。
仿真验证：为了验证本专利所提出的控制策略的有效性，依照图6所示系统模型建立仿真系统进行仿真验证。根据整车需求功率设定发电机的转速，通过控制发电机电流实现发电机输出功率的控制。图10和图11分别表示本专利所提方法与传统空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)控制方法对应发电机侧相电流跟踪指令电流的情况。可以看出，本专利策略下电流参考值和实际输出波形在相位和幅值上基本重合，说明所设计控制系统可以达到无静差跟踪。
为了验证ER发电系统的动态响应性能,仿真系统测试了当需求功率突变时系统的动态性能。如图12所示，当增程器控制系统接受7kW的需求功率信号，获得发动机转速的参考值为2300rpm,发电机转矩参考值为30Nm。随着功率给定值的跳变，功率输出没有明显的波动，在短时间内即达到稳定状态。图13为电流内环对功率的变化做出快速的响应。
实验验证：为了进一步验证所述方法和理论的正确性，按照图6所示主电路拓扑搭建了ER发电系统测试台。图14(a)为功率实测值与参考值的跟踪情况且无明显波动，表明快速的电流内环控制提高了系统的响应速度。图14(b)给出发电机输出电流以及直流母线电压随给定功率变化的时域波形，系统实现了发电机输出电流的快速零稳态误差跟踪，这得益于图6框图中电流内环对输入电流的直接控制，以及MFPR控制器在不同谐振频率下的高增益跟踪。为了验证控制策略对发电机输出效率的影响，实验台测试了在不同目标转速下(2300rpm,2500rpm,2700rpm)，采用PR控制不同输出功率时的发电机效率。当输出功率大于7kW时,发电机的输出效率能达到在90％以上。
通过本实施例，可得出如下结论：
(一)以增程器效率优化为目的，设计了适合城市增程式电动汽车运行的多段式功率跟随控制策略。解除发动机与发电机之间的耦合，发动机选择高效工作区内分段恒转速运行，发电机通过调节电流实现输出跟踪目标功率控制。
(二)通过在αβ静止坐标系下电流内环引入MFPR多比例谐振控制器，实现对增程式发电系统在不同转速下的输出电流/功率的直接调节，具有良好的动态响应和强鲁棒性的调制。
(三)利用频域响应分析工具，探讨和总结了文中所提策略下系统主要参数与稳定裕度的内在机理，提出了系统参数整定和稳定性设计的一般方法。设计后系统幅值裕度为11.5dB,相角裕度为49.8°，满足系统稳定裕量的要求。
(四)仿真和实验结果表明，本专利所提出的控制策略具有优良的稳定运行性能和对参数变化的鲁棒性，有效兼顾系统稳态裕度和暂态性能，达到较好的实时跟踪效果。所提控制策略使发动机围绕最低燃油消耗曲线运行，同时发电机也持续运行在高效区内，实验测试发电机工作区效率在90％以上，有效的提高了增程器的发电效率，减少了整车的燃油消耗。
Claims (6)
1.电动汽车增程器优化控制方法，所述增程器包括：依次串接的发动机、发电机、整流电路，以及与整流电路并接的蓄电池、逆变电路，所述逆变电路与驱动电机相连；所述发电机采用多频比例谐振控制器控制；其特征在于，控制过程如下：
步骤1：根据发动机的特性曲线可以近似拟合出一条三阶的转速-转矩的函数关系曲线，曲线上的每一个点代表相应功率下转矩和转速的优化匹配，已知整车的功率需求P*，可以实时获得燃油消耗最低工作曲线上的工作点，进而可以得出选用发动机的高效工作区域；在燃油消耗最低的工作区域，选取N个工作点；
步骤2：根据电动汽车当前的运行工况，确定当前的功率需求值及实际功率值；
步骤3：依据上述当前的功率需求值，根据所述増程器的工作特性曲线，依据需求功率大小采用局部功率跟随控制选取和确定稳定工作点；
步骤4：依据上述当前的功率需求值，确定増程器中的发动机在所述目标区域内对应的转速值；
步骤5：控制发动机工作在所述转速值上，并调节所述増程器中发电机的转矩，以使所述增程器实际输出的功率值跟随所述当前的功率需求值变化；
步骤6：根据当前的功率需求值及实际功率值，确定所述増程器在静止坐标系下的电流需求值；
步骤7：获取所述发电机在静止坐标系下的实际电流值；
步骤8：根据所述电流需求值及实际电流值，采样多频比例谐振控制器，确定所述发电机在静止坐标系下的电压需求值；
步骤9：基于空间矢量调制策略，确定功率变换器中各功率开关的驱动信号；
步骤10：基于所述驱动信号，对所述各功率开关的工作状态进行控制。
2.根据权利要求1所述电动汽车增程器优化控制方法，其特征在于，在所述步骤8中，基于发动机在N个工作点上切换，转速点当然也随之切换，因此发电机的输出频率也将根据转速的变化稳定工作在N个频率点ω1、ω2…ωN；多频比例谐振控制器能够在指定频率处具有稳态无静差跟踪的特性，为实现不同频率下的无静差跟踪，多频比例谐振控制器s域传递函数表达式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>G</mi>
<mrow>
<mi>P</mi>
<mi>R</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>s</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>K</mi>
<mi>p</mi>
</msub>
<mo>+</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>N</mi>
</munderover>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<msub>
<mi>K</mi>
<mrow>
<mi>R</mi>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mi>s</mi>
</mrow>
<mrow>
<msup>
<mi>s</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<mn>2</mn>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mi>s</mi>
<mo>+</mo>
<msubsup>
<mi>&omega;</mi>
<mi>i</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，ωi是高效工作区的谐振频率点，KP、KR为比例、谐振增益系数，ωc为谐振截止角频率；多频比例谐振控制器在这N个频率点附近的增益为KP+KRi；通过参数KP与参数KRi的设计，可以实现系统在谐振频率处的近似零稳态误差控制。
3.根据权利要求2所述电动汽车增程器优化控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：
开始；
步骤4.1：判断是否满足SOC<0.2，如果满足，转步骤4.3；否则转步骤4.2；
步骤4.2：启动CD运行模式；
步骤4.3：启动CS运行模式，判断整车需求功率P*位于哪个工作点附近，给发动机匹配相应的转速和扭矩；
步骤4.7：判断是否满足SOC>0.3，如果满足，转步骤4.11；否则转步骤4.3；
步骤4.11：关闭CS运行模式。
4.根据权利要求3所述电动汽车增程器优化控制方法，其特征在于，所述N＝3，多频比例谐振控制器s域传递函数表达式如下。
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
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5.根据权利要求4所述电动汽车增程器优化控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：
开始；
步骤4.1：判断是否满足SOC<0.2，如果满足，转步骤4.3；否则转步骤4.2；
步骤4.2：启动CD运行模式；
步骤4.3：启动CS运行模式，判断整车需求功率P*是否大于发动机最小输出功率；大于则转步骤4.4；否则转步骤4.8；
步骤4.4：判断整车需求功率P*是否大于发动机第一中间输出功率P2；大于则转步骤4.5；否则转步骤4.9；
步骤4.5：判断整车需求功率P*是否大于发动机第二中间输出功率；大于则转步骤4.6；否则转步骤4.10；
步骤4.6：发动机输出功率P2<Pout<P3，转速、扭矩进行相应的匹配；然后转步骤4.7；
步骤4.7：判断是否满足SOC>0.3，如果满足，转步骤4.11；否则转步骤4.3；
步骤4.8：发动机输出功率Pout＝Pmin，
步骤4.9：发动机输出功率满足Pmin<Pout<＝P1，转速、扭矩进行相应的匹配；然后转步骤4.7；
步骤4.10：发动机输出功率满足P2<Pout<＝P3，转速、扭矩进行相应的匹配；然后转步骤4.7；
步骤4.11：关闭CS运行模式；
P3代表发电机最大输出功率。
6.根据权利要求1-5任何一项所述电动汽车增程器优化控制方法，其特征在于，所述发电机的输出功率通过定子电流q轴分量iq实现，公式如下。
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