CN109937153B - 电动车辆控制器 - Google Patents

电动车辆控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN109937153B
CN109937153B CN201780070632.7A CN201780070632A CN109937153B CN 109937153 B CN109937153 B CN 109937153B CN 201780070632 A CN201780070632 A CN 201780070632A CN 109937153 B CN109937153 B CN 109937153B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric vehicle
battery
charge
electric
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780070632.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109937153A (zh
Inventor
杰米·劳里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIO Holding Co Ltd
Original Assignee
NIO Anhui Holding Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIO Anhui Holding Co Ltd filed Critical NIO Anhui Holding Co Ltd
Publication of CN109937153A publication Critical patent/CN109937153A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109937153B publication Critical patent/CN109937153B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/14—Acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/24—Steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

提供了一种用于平衡电动车辆（1）中的电池的电量状态的电动车辆控制器（10）及方法。该电动车辆控制器（10）配置为控制提供至驱动电动车辆（1）的前轮的前电动马达（17）和驱动该电动车辆（1）的后轮的后电动马达（18）的功率，该前电动马达（17）由第一电池（15）供电并且该后电动马达（18）由与该第一电池分开的第二电池（16）供电。该电动车辆控制器（10）进一步配置为在该电动车辆控制器（10）确定该第一电池（15）的电量状态比该第二电池（16）的电量状态低预定量并且该电动车辆（1）满足至少一个预定驾驶特性的情况下从该第一电池（15）向该前马达（17）提供比从该第二电池（16）向该第二马达（18）提供的更大的功率，从而使得该第一电池电量状态比该第二电池电量状态更快地减少，以平衡该第一电池（15）和该第二电池（16）的电量状态。

Description

电动车辆控制器
技术领域
本发明涉及一种电动车辆控制器。
背景技术
电动汽车包括驱动电动汽车的车轮的一个或多个电动马达以及为电动马达供电的一个或多个电池。电动车辆电池可以由例如以串联连接的多个电池单元组成，以便向（多个）电动马达提供足够高的功率。响应于经由油门来自汽车的驾驶员的输入，车辆控制单元（VCU）向一个或多个马达控制器（MC）发送扭矩控制信号。每个马达控制器耦合至电动马达中的一个或多个并且与电池结合，MC根据从VCU接收的扭矩控制信号向电动马达提供功率。电动汽车还包括一个或多个逆变器，该一个或多个逆变器电连接在电池与电动马达之间以将来自电池的直流电转换成交流电以便传递至电动马达。
人们期望增加电动汽车的续航。
公开号为US 2015/0291036的美国专利申请描述了一种在给定当前电池电量状态的情况下控制电动车辆可以行驶多远的方法。通过停用可选的诸如空调系统等电负载或者限制电动车辆的最大速度，可以增加电动车辆的续航。
公开号为US 2011/0251745的美国专利申请描述了包括主电池和多个二次电池的电动车辆。主电池以及多个二次电池之一为电动马达供电以便驱动车辆，并且基于二次电池的电量状态来切换所使用的二次电池。
发明内容
本发明的实施例在不对电动车辆的实际性能产生负面影响的情况下增加了电动车辆的续航。
如在四轮驱动汽车中，在电动车辆的前轮和后轮同时驱动的情况下，通常期望向后轮传递比前轮更多的扭矩，这是因为传递到后轮的扭矩在将车辆加速至更高速度方面更有效。因此，专用于为驱动后轮的电动马达供电的电池将倾向于比专用于为驱动前轮的电动马达供电的电池更快地放电。
由于专用于为一组车轮供电的电池的放电先于专用于为另一组车轮供电的电池的放电限制了电动车辆的性能和续航，这就出现了一个问题。发明人已经发现这在诸如赛道车等高性能电动车辆的背景下是特别的问题。一些这样的汽车使用单独的、可更换电池组来为驱动前轮和后轮的马达供电，并且因为赛道车需要能够始终以高性能水平运行，所以一旦电池组之一放完电，即使另一个电池组尚未放完电，也必须停止汽车以更换电池。这限制了电动汽车的续航。
US 2015/0291036中描述的技术可以适用于增加一些公路汽车的续航，但并不适用于赛道车。限制赛道车的性能通常是不可接受的，并且赛道车通常不包括公路汽车中常见的可选电负载。
US 2011/0251745中描述的技术通过提供附加的二次电池以补充主电池来增加电动汽车的续航。增加总可用电池蓄电量是增加续航的一个选项，但这样做增加了汽车的重量，且因此对其性能产生负面影响。
本发明的实施例提供了一种电动车辆控制器和方法，该控制器和方法平衡包括单独驱动的前组车轮和后组车轮的电动车辆中的电池的电量状态，以便在不会相关联地降低驱动性能的情况下增加电动车辆的续航。
在现在参考的独立权利要求中限定了本发明。从属权利要求中详细描述了优选的特征。
根据本发明的一方面，提供了一种电动车辆控制器，该电动车辆控制器配置为控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达和驱动电动车辆的后轮的后电动马达的功率。该前电动马达由第一电池供电并且后电动马达由与第一电池独立的第二电池供电。该电动车辆控制器配置为在该电动车辆控制器确定该第一电池的电量状态比该第二电池的电量状态低预定量并且该电动车辆满足至少一个驾驶特性的情况下从该第一电池提供比从该第二电池提供的更大的功率，从而使得该第一电池电量状态比该第二电池电量状态更快地减少以平衡该第一电池和该第二电池的电量状态。
还提供了一种包括电动车辆控制器的电动车辆。
根据本发明的另一方面，提供了一种平衡电动车辆中电池的电量状态的方法。该方法包括：控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达和驱动该电动车辆的后轮的后电动马达的功率，该前电动马达由第一电池供电并且该后电动马达由与该第一电池独立的第二电池供电；以及在确定该第一电池的电量状态比该第二电池的电量状态低预定量并且该电动车辆满足至少一个预定驾驶特性的情况下从该第一电池提供比从该第二电池提供的更大的功率，从而使得该第一电池电量状态比该第二电池电量状态更快地减少，以平衡该第一电池和该第二电池的电量状态。
该方法可以以计算机程序的形式在硬件或在软件中实施，该计算机程序当由一个或多个计算机执行时使该一个或多个计算机执行平衡电动车辆中的电池的电量状态的方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括指令的非暂态计算机可读介质，这些指令当由一个或多个计算机执行时使该一个或多个计算机执行平衡电动车辆中的电池的电量状态的方法。将理解的是，非暂态计算机可读介质可以是诸如但不限于CD、DVD、USB存储设备、闪存、硬盘驱动器、ROM或RAM等介质。
当后电池的电量状态低于前电池的电量状态预定量时，从为后马达供电的电池提供减少的功率并且从为前马达供电的电池提供更大的功率能够平衡电池的电量状态，从而增加电动汽车的续航。通过仅当存在预定驾驶特性时才向后马达提供较低的功率，仅偶尔发生有可能影响电动汽车性能的变化，其中，对车辆的实际性能没有影响，并且其中，对车辆驾驶员来说没有明显的变化。
该至少一个预定驾驶特性可以包括电动车辆正沿直线行驶。向后马达提供减少的功率并向前马达提供增加的功率可能改变提供至车轮的正常扭矩平衡，这可能进而影响车辆的转向特性。通过仅当车辆正沿直线行驶时才向后马达提供减小的电流并向前马达提供更大的电流，使得不会影响对驾驶员而言明显的车辆性能。
确定电动车辆正沿直线行驶可以基于电动车辆的转向装置（比如汽车的方向盘）的位置。例如，该至少一个预定驾驶特性可以包括电动车辆的转向装置的位置处于预定范围内。附加地或可替代地，确定电动车辆正沿直线行驶可以基于电动车辆的速度超过预定最小速度。例如，该至少一个预定驾驶特性可以包括电动车辆的速度超过预定最小速度，诸如至少130 km/h、至少140 km/h或至少150 km/h。可以仅基于电动车辆超过预定最小速度来推断电动车辆正沿直线行驶，这是因为预定最小速度只有当电动车辆正沿直线行驶时才能达到。附加地或可替代地，确定车辆正沿直线行驶可以基于确定电动车辆的加速度的分量为零或接近零。例如，该至少一个预定驾驶特性可以包括电动车辆的加速度小于1 ms-2、或小于0.5 ms-2、或小于0.25 ms-2。
该至少一个预定驾驶特性可以包括汽车以恒定速度或接近恒定速度行驶、和/或电动车辆的速度超过预定最小速度、和/或电动车辆的转向装置的位置处于预定范围内、和/或电动车辆的加速度为零或接近零。例如，该至少一个预定驾驶特性可以包括电动车辆的加速度小于1 ms-2、或小于0.5 ms-2、或小于0.25 ms-2。电动车辆的后轮可以更好地将车辆加速到更高的速度，并且因此在加速过程期间向后马达提供较低的功率并向前马达提供较高的功率可能降低电动车辆的加速性能。只有在汽车不加速时才减少后马达的功率可以避免这样的性能下降。
提供至后电动马达的功率可以近似等于零。完全切断后马达的功率增加了第一电池和第二电池的电量状态均衡的速率。
提供至前电动马达和后电动马达的功率可以使得将电动车辆保持在基本恒定速度。将车辆保持在恒定速度可以避免对再次加速车辆的需要，再次加速车辆可能进一步消耗为后马达供电的电池。在这种情况下，可以不完全切断后马达的功率，而是在给定前马达的功率输出的情况下将其减少至将车辆保持在恒定速度所需的相对较低水平。
第一电池和第二电池的电量状态可以包括电池上剩余的电量，或者包括电池上剩余的蓄电量的分数。在电池具有不同蓄电量的情况下，使用电池上剩余的蓄电量的分数可以是有用的，因为在这种情况下，电量的绝对差可能不能准确地反映出为前马达供电的电池预期在为前马达供电的电池之前完全放电。
后马达可以比前马达功率更大。这可以提高电动汽车的加速性能，但是也增加了为后马达供电的电池比为前马达供电的电池消耗得更快的趋势。在这种情况下，本发明特别有益，这是因为在可能的情况下减少了提供至大功率的后马达的功率而不会对电动车辆的性能产生负面影响。
第一电池和第二电池可以具有相同的蓄电量。使用具有相同蓄电量的电池有利地允许使用可以快速且容易地更换的完全相同的电池组，但是也增加了为后马达供电的电池在为前马达供电的电池之前耗尽电量的趋势。在这种情况下，本发明特别有益，这是因为在可能的情况下减少了从后电池提供的功率而不会对电动车辆的性能产生负面影响。
附图说明
将参考附图，通过示例的方式更详细地描述本发明，在附图中：
图1是示出了体现本发明的一方面的电动汽车的简化平面图的示意图；
图2是示出了体现本发明的一方面的电动车辆的简化平面图的示意图；并且
图3是示出了体现本发明的一方面的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考图1至图3描述电动车辆控制器10和方法3的示例。
参考图1，呈电动汽车1形式的电动车辆具有四个车轮（未示出）并且每个车轮由四个电动马达17a、17b、18a、18b之一来驱动。左前轮由左前电机17a驱动，右前轮由右前电机17b驱动，左后轮由左后电机17a驱动，并且右后轮由右后马达17b驱动。后马达18a和18b比前马达17a和17b功率更大，从而使得后马达18a和18b可以向后轮传递比前马达17a和17b可以向前轮传递的更多的扭矩。通常，电动汽车的所有四个车轮同时被驱动，其中，偏向于后轮驱动以获得最佳驾驶特性，诸如转弯和加速。
前马达17a、17b经由前逆变器13接收来自前电池15的电流，该前逆变器根据从前MC 11接收的指令来传递电流。同样地，后马达18a、18b经由后逆变器14接收来自后电池16的电流，该后逆变器根据从后MC 12接收的指令来传递电流。前电池15专用于为前电动马达17a和17b供电。即，前电池15不在前电动马达17a和17b与后电动马达18a和18b之间共享。同样地，后电池16专用于为后电动马达18a和18b供电。即，后电池16不在前马达17a和17b与后马达18a和18b之间共享。应当理解的是，术语“前”电池和“后”电池表示由对应电池15、16供电的对应马达，而不是电池15、16在电动汽车1中的物理位置。
VCU 10通过电通信连接101、102连接至前MC 11和后MC 12。VCU 10可以通过电通信连接101、102向MC 11、MC 12发送控制信号，包括用于控制电动马达的扭矩控制信号。VCU、MC、电通信连接101、102和其他部件（未示出）可以是控制器局域网（CAN总线）的一部分。
VCU 10直接或间接地从各种传感器、致动器和其他控制器（未示出）接收输入并将控制信号分配至MC 11、MC 12和其他部件（未示出），以便控制电动汽车1的操作。输入包括来自驾驶员的输入，诸如来自由驾驶员控制的油门、制动器和方向盘等的输入。不直接基于来自驾驶员的输入的其他输入包括汽车的速度和汽车的加速度。这些输入用于确定应该向电动汽车的各个车轮传递多少扭矩，并且VCU 10向MC 11、MC 12发送扭矩控制信号，这些MC与逆变器13、14和电池15、16结合以通过向马达17a和17b、18a和18b传递适当量的电流来实施由VCU 10发送的扭矩控制信号。
VCU还接收描述前电池15和后电池16的电量状态的电量状态（SoC）信息。电池15、16的SoC从电压测量结果推导出。
通常的情况是VCU 10将指示将更多的扭矩传递至电动车辆1的后轮而不是电动车辆的前轮。这是因为通常通过传递至后轮的扭矩来实现汽车的线性加速度，即，增加汽车的直线速度的加速度。在图1的电动汽车中，电动汽车1的后电动马达18a和18b比前电动马达17a和17b功率更大，以便提供更大的线性加速度。
由后马达18a和18b传递的更大的扭矩量使得后电池16比前电池15更快地放电或消耗。在这个实施例中，前电池15和后电池16具有相同的蓄电量，并且因此通常预期后电池16将在前电池15完全放电之前完全放电。为了保持高性能水平，因此在电池15、16中的任一个完全放电之前需要补充电池（例如通过更换电池组），这是因为任一个电池完全放电将导致一组车轮的功率损失。然而，由于后电池16比前电池15更快地放电，这将意味着即使前电池15可能具有大量剩余的电量也要补充电池15、16。
在这个示例中，VCU 10配置为当后电池16的SoC比前电池15的SoC低至少预定量时并且当电动汽车1正以高于预定最小速度沿直线行驶时减小从后电池16提供至后马达18a和18b的电流并增大从前电池15提供至前马达17a和17 b的电流。这是基于汽车转向装置的转向角度和汽车的确定速度来确定的。
减少或甚至切断至后马达18a和18b的功率用于平衡或均衡这两个电池的SoC，从而使得在因为后电池16放完电而需要更换电池时，前电池15上剩余的电量比其他情况下要少。这增加了电动汽车的续航。
只有当确定电动汽车1正以高于预定最小速度沿直线行驶时才减少至后马达18a和18b的功率能够保持汽车的性能。当速度低于预定最小速度时，在加速过程期间限制至后马达18a和18b的功率将减小传递至后轮的扭矩，并且因此还减小电动汽车的加速度。限制至后马达18a和18b的功率还会影响汽车的转向，这会降低汽车转弯和操纵的能力，或者对驾驶员造成突然出现在汽车上的需要以不同方式处理的困难。然而，当电动汽车1以高于预定最小速度（如赛道车可能在轨道的直线部分达到高速之后的速度）沿直线行驶时，可以减少至后马达的功率而不会影响对驾驶员而言明显的汽车性能。例如，可以切断从后电池16至后马达18a和18b的功率，并且从前电池15至前马达17a和17b的功率增加至将电动汽车1保持在预定最小速度或以上的近似恒定速度的水平。
虽然已经描述了仅当电动汽车1正以直线行驶且正以高于预定最小速度行驶时才减少从后电池16提供至后马达18a和18b的功率并增加从前电池15提供至前马达17a和17b的功率，但在替代实施例中，仅需要满足这些条件中的一个条件即可。例如，在预定最小速度以下时，尽管在直线加速过程期间限制传递至后轮的扭矩可能会妨碍加速，但这是可以接受的，因为性能下降可以相对较小。作为另一示例，如果汽车正以相对较低但近似恒定的速度行驶，诸如在离开维修站通道时，鉴于所提供的电动汽车1的续航的增加，由传递至后轮的有限扭矩引起微小的车辆转向变化是可以接受的。
虽然已经描述了后马达18a和18b比前马达17a和17b功率更大，但不一定是这种情况。后马达的功率或大小可以与前马达相同。后电池16可以比前电池15更快地放电，这仅仅是因为后马达18a和18b比前马达17a和17b更频繁地和/或更接近它们的最大功率被供电。
虽然已经描述了前电池15和后电池16具有相同或相似的蓄电量，但不一定是这种情况。鉴于后马达18a和18b可以比前马达17a和17b功率更大，后电池16可以设置有比前电池15更大的蓄电量，从而使得这两个电池以时间来测量的预期电池寿命更接近地匹配。在电池15、16的蓄电量不同的情况下，可以将本发明实施为使得电池的SoC必须不同的预定量是相对量而不是绝对量。即，在前电池和后电池具有不同蓄电量的情况下，平衡各个电池上剩余的总电量的分数而不是平衡电池上剩余的绝对电量可以是有益的。以这种方式，在后电池16具有比前电池15更大的蓄电量的情况下，后电池16可以被认为具有比前电池16更低的SoC，即使就绝对值而言，后电池16具有比前电池15更多的剩余电量。
虽然图1的电动汽车已经被描述为具有四个车轮、四个马达和两个电池，但是应当理解，这仅仅是一个示例。在另一示例中，本发明可以应用于具有至少一个前轮和至少一个后轮、驱动该至少一个前轮的至少一个前马达和驱动该至少一个后轮的至少一个后马达、以及为该至少一个前马达供电的至少一个电池和为该至少一个后马达供电的至少一个不同的电池的任何电动车辆。根据本发明的电动车辆可以包括为电动车辆的除了所描述的前电动马达和后电动马达之外的系统供电的另外的电池，和/或所描述的前电池和后电池可以另外为电动车辆1的此类其他系统供电。
图2展示了仅包括两个电动马达的电动车辆2：前马达17和后马达18。
前马达17经由前逆变器13接收来自前电池15的电流，该前逆变器根据从前MC 11接收的指令来传递电流。同样地，后马达18经由后逆变器14接收来自后电池16的电流，该后逆变器根据从后MC 12接收的指令传递电流。
VCU 10通过电通信连接101、102连接至前MC 11和后MC 12。VCU 10可以通过电通信连接101、102向MC 11、MC 12发送控制信号，包括用于控制电动马达的扭矩控制信号。
图2的电动车辆2以与上面针对图1的电动汽车1描述的基本相同的方式工作。即，VCU 10配置为当后电池16的SoC比前电池15的SoC低至少预定量时并且当电动车辆2正以高于预定最小速度沿直线行驶时，减小从后电池16提供至后马达18的电流并增大从前电池15提供至前马达17的电流。
图3是展示了平衡电动车辆中的电池的电量状态的方法3的流程图。方法3可以由电动车辆控制器来执行，诸如上面参考图1和图2所描述的VCU 10。
在方法3的步骤31中，电动车辆控制器控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达的电流以及提供至驱动电动车辆的后轮的后电动马达的电流。如上面参考图1所描述的那样，前电池和后电池是单独的电池，专用于为对应的前马达和后马达供电。
在步骤32中，如果电动车辆控制器确定第一电池的电量状态比第二电池的电量状态低预定量并且电动车辆满足预定驾驶条件，则电动车辆控制器从第一电池提供比从第二电池提供的更大的电流。这使得第一电池的电量状态比第二电池的电量状态更快地减少，并且因此用于平衡第一电池和第二电池的电量状态。
上面描述了具有各种可选特征的多个实施例。应当理解的是，除了任何互相排斥的特征之外，一个或多个可选特征的任何组合都是可能的。应当理解的是，在本发明的范围内，可以对所描述的实施例进行变化和修改。
本发明的实施例可以参考以下编号的条款来理解。从属条款中列出了可选特征。
1.一种电动车辆控制器，配置为控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达和驱动该电动车辆的后轮的后电动马达的功率，该前电动马达由第一电池供电并且该后电动马达由与该第一电池分开的第二电池供电，该电动车辆控制器被配置成在该电动车辆控制器确定该第二电池的电量状态比该第一电池的电量状态低预定量并且该电动车辆满足至少一个预定驾驶特性的情况下从该第一电池提供比从该第二电池提供的更大的功率，从而使得该第一电池电量状态比该第二电池电量状态更快减少，以平衡该第一电池和该第二电池的电量状态。
2.根据条款1所述的电动车辆控制器，其中该至少一个预定驾驶特性包括该电动车辆正沿直线行驶。
3.根据条款2所述的电动车辆控制器，其中该电动车辆控制器配置为基于该电动车辆的转向装置的位置来确定该电动车辆正沿直线行驶。
4.根据条款2或条款3所述的电动车辆控制器，其中该电动车辆控制器配置为基于该电动车辆的速度超过预定最小速度来确定该电动车辆正沿直线行驶。
5.根据条款2所述的电动车辆控制器，其中该电动车辆控制器配置为基于确定该电动车辆的加速度小于1 ms-2、或小于0.5 ms-2、或小于0.25 ms-2来确定该电动车辆正沿直线行驶。
6.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中该至少一个预定驾驶特性包括以下中的任何一个或多个：
该电动车辆正以恒定速度行驶；
该电动车辆的速度超过预定最小速度；
该电动车辆的转向装置的位置处于预定范围内；以及
该电动车辆的加速度小于1 ms-2、或小于0.5 ms-2、或小于0.25 ms-2。
7.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中提供至该后电动马达的功率为零。
8.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中提供至该前电动马达和提供至该后电动马达的功率为使得将该电动车辆保持在恒定速度。
9.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中提供至该前电动马达和该后电动马达的功率控制由该前电动马达和该后电动马达传递至该前轮和该后轮的扭矩量。
10.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中该第一电池和该第二电池的电量状态包括该电池中剩余的电量。
11.根据条款1至9中任一项所述的电动车辆控制器，其中该第一电池和该第二电池的电量状态包括该电池中剩余的蓄电量的分数。
12.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中该第一电池和该第二电池具有相同的蓄电量。
13.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器，其中该后电动马达比该前电动马达功率更大。
14.根据任一前述条款所述的电动车辆控制器进一步配置为控制提供至驱动该电动车辆的第二前轮的第二前电动马达和驱动该电动车辆的第二后轮的第二后电动马达的功率，该第二前电动马达由该第一电池供电并且该第二后电动马达由该第二电池供电，并且其中，从该第一电池向这两个前电动马达提供比从该第二电池向这两个后电动马达提供的更大的功率。
15.一种电动车辆，包括根据任一前述条款所述的电动车辆控制器。
16.一种平衡电动车辆中的电池的电量状态的方法，该方法包括：
控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达和驱动该电动车辆的后轮的后电动马达的功率，该前电动马达由第一电池供电并且该后电动马达由与该第一电池分开的第二电池供电；以及
在确定该第二电池的电量状态比该第一电池的电量状态低预定量并且该电动车辆满足至少一个预定驾驶特性的情况下从该第一电池提供比从该第二电池提供的更大的功率，从而使得该第一电池电量状态比该第二电池电量状态更快地减少，以平衡该第一电池和该第二电池的电量状态。
17.根据条款16所述的方法，其中该至少一个预定驾驶特性包括该电动车辆正沿直线行驶。
18.根据条款17所述的方法，进一步包括：基于该电动车辆的方向盘的位置来确定该电动车辆正沿直线行驶。
19.根据条款17或条款18所述的方法，进一步包括：基于该电动车辆的速度超过预定最小速度来确定该电动车辆正沿直线行驶。
20.根据条款17所述的方法，进一步包括：基于确定该电动车辆的加速度小于1ms-2、或小于0.5 ms-2、或小于0.25 ms-2来确定该电动车辆正沿直线行驶。
21.根据条款16至20中任一项所述的方法，其中该至少一个预定驾驶特性包括以下中的任何一个或多个：
该电动车辆正以恒定速度行驶；
该电动车辆的速度超过预定阈值；
该电动车辆的转向装置的位置处于预定范围内；以及
该电动车辆的加速度小于1 ms-2、或小于0.5 ms-2、或小于0.25 ms-2。
22.根据条款16至21中任一项所述的方法，其中提供至该后电动马达的功率等于零。
23.根据条款16至22中任一项所述的方法，其中提供至该前电动马达和提供至该后电动马达的功率为使得将该电动车辆保持在恒定速度。
24.根据条款16至23中任一项所述的方法，其中提供至该前电动马达和该后电动马达的功率控制由该前电动马达和该后电动马达传递至该前轮和该后轮的扭矩量。
25.根据条款16至24中任一项所述的方法，其中该第一电池和该第二电池的电量状态包括该电池中剩余的电量。
26.根据条款16至24中任一项所述的方法，其中该第一电池和该第二电池的电量状态包括该电池中剩余的蓄电量的分数。
27.根据条款16至26中任一项所述的方法，其中该第一电池和该第二电池具有相同的蓄电量。
28.根据条款16至27中任一项所述的方法，其中该后电动马达比该前电动马达功率更大。
29.根据条款16至28中任一项所述的方法，进一步包括：
控制提供至驱动该电动车辆的第二前轮的第二前电动马达和驱动该电动车辆的第二后轮的第二后电动马达的功率，该第二前电动马达由该第一电池供电并且该第二后电动马达由该第二电池供电；
在确定该第一电池的电量状态比该第二电池的电量状态低预定量并且该电动车辆满足至少一个预定驾驶特性的情况下从该第一电池向这两个前电动马达提供比从该第二电池向这两个后电动马达提供的更大的功率，从而使得该第一电池电量状态比该第二电池电量状态更快地减少，以平衡该第一电池和该第二电池的电量状态。
30.一种计算机程序，该计算机程序当由一个或多个计算机执行时使该一个或多个计算机执行条款16至29中任一项所述的方法。
31.一种包括指令的非暂态计算机可读介质，这些指令当由一个或多个计算机执行时使该一个或多个计算机执行条款16至29中任一项所述的方法。

Claims (14)

1.一种电动车辆控制器，配置为控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达和驱动该电动车辆的后轮的后电动马达的功率，所述前电动马达由第一电池供电，所述后电动马达由与所述第一电池独立的第二电池供电，所述电动车辆控制器配置成在所述电动车辆控制器确定所述第二电池的电量状态比所述第一电池的电量状态低预定量、并且所述电动车辆满足至少一个预定驾驶特性的情况下，所述第一电池提供的功率大于所述第二电池提供的功率，从而使得所述第一电池电量状态比所述第二电池电量状态减少更快，以平衡所述第一电池和所述第二电池的电量状态；其中，所述至少一个预定驾驶特性包括所述电动车辆正沿直线行驶。
2.根据权利要求1所述的电动车辆控制器，其中，所述电动车辆控制器配置为基于所述电动车辆的转向装置的位置和/或基于所述电动车辆的速度超过预定最小速度来确定所述电动车辆正沿直线行驶。
3.根据权利要求1所述的电动车辆控制器，其中，所述电动车辆控制器配置为基于对所述电动车辆的加速度小于1 ms-2的确定来确定所述电动车辆正沿直线行驶。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，所述至少一个预定驾驶特性包括以下任何一个或多个：
所述电动车辆正以恒定速度行驶；
所述电动车辆的速度超过预定最小速度；
所述电动车辆的转向装置的位置处于预定范围内；以及
所述电动车辆的加速度小于1 ms-2。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，提供至所述后电动马达的功率为零。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，提供至所述前电动马达和提供至所述后电动马达的功率使所述电动车辆保持在恒定速度。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，提供至所述前电动马达和所述后电动马达的功率控制由所述前电动马达和所述后电动马达传递至所述前轮和所述后轮的扭矩量。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，所述第一电池和所述第二电池的电量状态包括该电池中剩余的电量或者该电池中剩余的蓄电量的分数。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，所述第一电池和所述第二电池具有相同的蓄电量。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，其中，所述后电动马达比所述前电动马达功率更大。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的电动车辆控制器，还配置为控制提供至驱动所述电动车辆的第二前轮的第二前电动马达和驱动所述电动车辆的第二后轮的第二后电动马达的功率，所述第二前电动马达由所述第一电池供电并且所述第二后电动马达由所述第二电池供电，并且其中，所述第一电池向这两个前电动马达提供的功率大于所述第二电池向这两个后电动马达提供的功率。
12.一种电动车辆，包括根据任一前述权利要求所述的电动车辆控制器。
13.一种平衡电动车辆中的电池的电量状态的方法，该方法包括：
控制提供至驱动电动车辆的前轮的前电动马达和驱动该电动车辆的后轮的后电动马达的功率，所述前电动马达由第一电池供电，所述后电动马达由与所述第一电池独立的第二电池供电；以及
在确定所述第二电池的电量状态比所述第一电池的电量状态低预定量并且所述电动车辆满足至少一个预定驾驶特性的情况下，所述第一电池提供的功率大于所述第二电池提供的功率，从而使得所述第一电池电量状态比所述第二电池电量状态更快地减少，以平衡所述第一电池和所述第二电池的电量状态；其中，所述至少一个预定驾驶特性包括所述电动车辆正沿直线行驶。
14.一种包括指令的非暂态计算机可读介质，这些指令当由一个或多个计算机执行时使所述一个或多个计算机执行权利要求13所述的方法。
CN201780070632.7A 2016-11-16 2017-11-07 电动车辆控制器 Active CN109937153B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16199145.0 2016-11-16
EP16199145.0A EP3323664B1 (en) 2016-11-16 2016-11-16 An electric vehicle controller
PCT/CN2017/109750 WO2018090853A1 (en) 2016-11-16 2017-11-07 Electric vehicle controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109937153A CN109937153A (zh) 2019-06-25
CN109937153B true CN109937153B (zh) 2023-01-13

Family

ID=57326318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780070632.7A Active CN109937153B (zh) 2016-11-16 2017-11-07 电动车辆控制器

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3323664B1 (zh)
CN (1) CN109937153B (zh)
WO (1) WO2018090853A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10836242B2 (en) * 2018-02-28 2020-11-17 Artisan Vehicle Systems, Inc. Electric haul truck
US11453309B2 (en) * 2018-09-06 2022-09-27 Artisan Vehicle Systems, Inc. Electric power distribution system and method for electric mining machine
EP3862218B1 (en) * 2020-02-04 2023-11-29 Polestar Performance AB Balancing charge level of batteries
CN114161992A (zh) * 2021-12-29 2022-03-11 上海洛轲智能科技有限公司 动力驱动控制方法、装置、车辆和可读存储介质
WO2023230995A1 (zh) * 2022-06-02 2023-12-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池调节系统、方法及其用电设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622264A2 (en) * 1993-04-28 1994-11-02 Hitachi, Ltd. Electric vehicle drive system and drive method
CN101596902A (zh) * 2009-07-03 2009-12-09 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车发电机组的控制方法
CN101767541A (zh) * 2008-12-29 2010-07-07 北汽福田汽车股份有限公司 基于分布式动力电池组的电动汽车动力系统及电动汽车
CN105946600A (zh) * 2016-05-04 2016-09-21 中国第汽车股份有限公司 串联增程式电动汽车动力系统及其控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2353922A4 (en) 2008-10-31 2017-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromotive vehicle power supply system, electromotive vehicle, and electromotive vehicle control method
KR101620400B1 (ko) 2011-12-26 2016-05-23 엘지전자 주식회사 전기 차량의 제어 장치 및 그 방법
KR101461895B1 (ko) * 2013-05-03 2014-11-13 현대자동차 주식회사 배터리 팩의 셀 밸런싱 시스템 및 셀 밸런싱 방법
CN104149777B (zh) * 2013-05-13 2017-04-12 北汽福田汽车股份有限公司 一种四驱混合动力汽车的控制方法
CN103386895B (zh) * 2013-07-26 2017-08-29 浙江吉利汽车研究院有限公司 四驱电动汽车

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622264A2 (en) * 1993-04-28 1994-11-02 Hitachi, Ltd. Electric vehicle drive system and drive method
CN101767541A (zh) * 2008-12-29 2010-07-07 北汽福田汽车股份有限公司 基于分布式动力电池组的电动汽车动力系统及电动汽车
CN101596902A (zh) * 2009-07-03 2009-12-09 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车发电机组的控制方法
CN105946600A (zh) * 2016-05-04 2016-09-21 中国第汽车股份有限公司 串联增程式电动汽车动力系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018090853A1 (en) 2018-05-24
EP3323664B1 (en) 2020-01-01
EP3323664A1 (en) 2018-05-23
CN109937153A (zh) 2019-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109937153B (zh) 电动车辆控制器
EP2746082B1 (en) Traveling mode switching controller of hybrid electric vehicle
WO2014119049A1 (ja) バッテリ制御装置
US9030162B2 (en) Battery charging system for a hybrid electric vehicle
KR101508446B1 (ko) 하이브리드 차량의 주행 모드 전환 제어 장치
CN104590051A (zh) 用于双桥驱动电动车辆的车辆动态控制协调系统
US10029669B2 (en) Powertrain and method of coordinating chassis and propulsion system torque limits
CN108859775B (zh) 一种制动能量回馈控制电路及功率分配方法
JP2015076929A (ja) 電気自動車の電力融通装置
CN106132749A (zh) 用于机动车的驱动系统
US20230226922A1 (en) Adaptive regenerative braking for electric vehicle
US6958587B1 (en) Torque distribution for multiple propulsion system vehicles
US10926661B2 (en) Transient battery power management
IL302907B1 (en) Management system for commercial electric vehicles
US10821816B1 (en) Detachable electrified powertrain components
US7084589B1 (en) Vehicle and method for controlling power to wheels in a vehicle
JP7190389B2 (ja) 車両用制御装置
WO2019230288A1 (ja) 電動車両の駆動制御装置
Becker et al. Energy management system for a multi-source storage system electric vehicle
JP6156619B2 (ja) ハイブリッド車の作動制御装置
WO2023000145A1 (zh) 一种混合动力车辆驱动控制方法及系统
CN112319478B (zh) 车辆驱动模式切换方法、装置及存储介质、电动商用车
WO2022163136A1 (ja) ハイブリッド車の制御装置
US20230226925A1 (en) Loading estimation for electric vehicle
US20230226926A1 (en) Dynamic torque allocation and stability control for electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200731

Address after: Susong Road West and Shenzhen Road North, Hefei Economic and Technological Development Zone, Anhui Province

Applicant after: Weilai (Anhui) Holding Co.,Ltd.

Address before: 30 Floor of Yihe Building, No. 1 Kangle Plaza, Central, Hong Kong, China

Applicant before: NIO NEXTEV Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant