CN110323973B - 电动汽车整车最大转矩控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车整车最大转矩控制方法，预先在电动汽车正常运行过程中对电动汽车电机的调制比进行监测，得到电动汽车电机调制比mr的最大值
Figure DDA0002042042630000011
和最小值
Figure DDA0002042042630000012
设置最大转矩控制时的调制比参照最大值mrmax和最小值mrmin，并确定电机允许输出的最大转矩Tmax和最小转矩Tmin，在电动汽车运行过程中，监测得到当前时刻的电机调制比mr，再通过比较电机调制比mr和最大值mrmax、最小值mrmin来确定当前时刻电动汽车电机允许输出的最大转矩Tlim。本发明通过控制比来实现对电动汽车整车最大转矩的控制，提高控制效率，降低控制成本。

Description

电动汽车整车最大转矩控制方法
技术领域
本发明属于电动汽车整车控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种电动汽车整车最大转矩控制方法。
背景技术
电动汽车整车最大转矩控制多采用分段PI(Proportion Integration，比例积分)方法，良好的控制效果依赖于PI参数的设计，然而PI参数的设计对电机零位、定子电阻、磁链、交直轴电感等电机参数有很强的依赖性，电机参数的辨识往往需要借助很多辅助仪器，操作麻烦测量成本高，而且PI参数的设计缺少有效的方法，通常需要技术人员依靠经验进行反复试验调整。综上所述，目前电动汽车整车最大转矩用分段PI控制方法耗费大量的人力物力，控制效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车整车最大转矩控制方法，通过控制比来实现对电动汽车整车最大转矩的控制，以提高控制效率。
为实现上述发明目的，本发明电动汽车整车最大转矩控制方法包括以下步骤：
S1：预先在电动汽车正常运行过程中对电动汽车永磁同步电机的调制比进行监测，得到电动汽车电机调制比mr的最大值
Figure GDA0002618806180000011
和最小值
Figure GDA0002618806180000012
设置最大转矩控制时的调制比参照最大值mrmax和最小值mrmin，其中
Figure GDA0002618806180000013
S2：确定永磁同步电机允许输出的最大转矩Tmax和最小转矩Tmin；
S3：在电动汽车运行过程中，监测得到当前时刻的永磁同步电机调制比mr；
S4：根据以下公式，确定当前时刻电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim：
Figure GDA0002618806180000021
本发明电动汽车整车最大转矩控制方法，预先在电动汽车正常运行过程中对电动汽车永磁同步电机的调制比进行监测，得到电动汽车永磁同步电机调制比mr的最大值
Figure GDA0002618806180000022
和最小值
Figure GDA0002618806180000023
设置最大转矩控制时的调制比参照最大值mrmax和最小值mrmin，并确定永磁同步电机允许输出的最大转矩Tmax和最小转矩Tmin，在电动汽车运行过程中，监测得到当前时刻的永磁同步电机调制比mr，再通过比较永磁同步电机调制比mr和最大值mrmax、最小值mrmin来确定当前时刻电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明不依赖永磁同步电机参数和电机系统模型，有效避免了电机参数变化对整车转矩控制的影响，可以适应所有电动汽车整车最大转矩控制；
(2)本发明可以自适应调节输出转矩限幅值，通过调制比来判断最大允许输出转矩，达到在不同转速、不同直流母线电压、不同路面坡度等不同工况下最大允许输出转矩自动调节的效果。
(3)本发明算法响应速度快，根据实际调制比大小来计算整车允许输出的最大转矩，即实际调制比越大或越小，允许输出的最大转矩就越大或越小，且响应速率可以根据不同使用情况变化而改变；
(4)本发明计算复杂度小，运算速度快，可以有效提高控制效率。
附图说明
图1是本发明电动汽车整车最大转矩控制方法的具体实施方式流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
实施例
图1是本发明电动汽车整车最大转矩控制方法的具体实施方式流程图。如图1所示，本发明电动汽车整车最大转矩控制方法的具体步骤包括：
S101：监测得到电动汽车电机调制比范围：
预先在电动汽车正常运行过程中对电动汽车永磁同步电机的调制比进行监测，得到电动汽车永磁同步电机调制比mr的最大值
Figure GDA0002618806180000031
和最小值
Figure GDA0002618806180000032
设置最大转矩控制时的调制比参照最大值mrmax和最小值mrmin，其中
Figure GDA0002618806180000033
一般来说，可以设置
Figure GDA0002618806180000034
例如当最大值
Figure GDA0002618806180000035
为0.866，最小值
Figure GDA0002618806180000036
为0，可以设置mrmax≈0.7，mrmin＝0.1。
电动汽车电机调制比mr可以采用以下方法进行计算：
Figure GDA0002618806180000037
其中，ud、uq分别表示电流环调节后电机电压在d轴和q轴上的电压分量，这两个电压分量是通过永磁同步电机矢量控制电流环PI调节器得到的，永磁同步电机矢量控制电流环PI是一种通用的双闭环电机控制算法，通过坐标变换模拟直流电机的控制对永磁同步电机进行控制，其具体过程在此不再赘述。udc表示电机驱动器采集到的整车电池组电压，电机驱动器是将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能的装置。
S102：确定电动汽车转矩范围：
确定永磁同步电机允许输出的最大转矩Tmax和最小转矩Tmin。其中最大转矩Tmax一般是永磁同步电机的峰值转矩，最小转矩Tmin采用以下公式计算：
Figure GDA0002618806180000038
其中，Pmax表示永磁同步电机的峰值功率，ωmax表示永磁同步电机的峰值转速，9950是计算系数。
S103：监测得到电动汽车实时电机调制比：
在电动汽车运行过程中，监测得到当前时刻的永磁同步电机调制比mr。
S104：确定电机当前最大转矩：
根据以下公式，确定当前时刻电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim：
Figure GDA0002618806180000041
当前永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim是指加速踏板的最大开度，即加速踏板踩到底时永磁同步电机允许输出的最大转矩。
为了说明本发明，采用一个实例对本发明进行说明。以小型物流纯电动汽车为例，永磁同步电机，额定功率30kW，峰值功率60kW，电机的额定线电压为210V，额定电流为100A，额定转速3000r/min，峰值转速8500r/min，整车电池组电压udc为320V。监测得到调制比最大值
Figure GDA0002618806180000042
为0.866，最小值
Figure GDA0002618806180000043
为0，可以设置mrmax≈0.7，mrmin＝0.1，获取永磁同步电机允许输出的最大转矩Tmax＝120Nm和最小转矩Tmin＝60Nm。显然，当电动汽车实时的电机调制比mr＞0.7，则电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim＝Tmin＝60Nm；当电动汽车实时的永磁同步电机调制比mr＜0.1，则电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim＝Tmax＝120Nm；当电动汽车实时的永磁同步电机调制比0.1≤mr≤0.7，则需要通过公式计算得到电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim，假设电动汽车实时的永磁同步电机调制比mr＝0.3，则电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩
Figure GDA0002618806180000044
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (4)

1.一种电动汽车整车最大转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预先在电动汽车正常运行过程中对电动汽车永磁同步电机的调制比进行监测，得到电动汽车永磁同步电机调制比mr的最大值
Figure FDA0002618806170000011
和最小值
Figure FDA0002618806170000012
设置最大转矩控制时的调制比参照最大值mrmax和最小值mrmin，其中
Figure FDA0002618806170000013
S2：确定永磁同步电机允许输出的最大转矩Tmax和最小转矩Tmin；
S3：在电动汽车运行过程中，监测得到当前时刻的永磁同步电机调制比mr；
S4：根据以下公式，确定当前时刻电动汽车永磁同步电机允许输出的最大转矩Tlim：
Figure FDA0002618806170000014
2.根据权利要求1所述的电动汽车整车最大转矩控制方法，其特征在于，所述步骤S1中调制比参照最大值
Figure FDA0002618806170000015
调制比参照最小值
Figure FDA0002618806170000016
3.根据权利要求1所述的电动汽车整车最大转矩控制方法，其特征在于，所述的电动汽车永磁同步电机调制比采用以下公式计算：
Figure FDA0002618806170000017
其中，ud、uq分别表示电流环调节后电机电压在d轴和q轴上的电压分量，udc表示电机驱动器采集到的整车电池组电压。
4.根据权利要求1所述的电动汽车整车最大转矩控制方法，其特征在于，所述的永磁同步电机允许输出的最小转矩Tmin采用以下公式计算：
Figure FDA0002618806170000018
其中，Pmax表示永磁同步电机的峰值功率，ωmax表示永磁同步电机的峰值转速。
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