CN111546904B - 一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法、装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法。该方法包括：根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率；根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率；根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。本发明根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机、动力电池组、直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，解决了无法准确计算车辆动力系统充放电扭矩的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。

Description

一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法、装置及车辆
技术领域
本发明实施例涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法、装置及车辆。
背景技术
纯电动汽车的运行动力主要是从电驱动系统和电池中获得，动力电池给驱动电机供电保证整车的驱动输出能力，同时在车辆滑行和制动阶段，整车会进行有效的能量回收，最终实现节能减排的目标。
车辆动力系统充放电扭矩的确定是影响整车动力驱动和能量回收的重要因素，如果不能准确计算出动力系统的扭矩能力，那么整车驱动扭矩和能量回收扭矩就得不到准确及可靠的计算依据，现有技术主要是从电机能力、传动系扭矩能力比较得出电机的最大输出扭矩，未涉及具体的计算方法，也未考虑直流转换器DCDC的功率消耗，且电池的充放电功率如何得到描述有限。
发明内容
本发明提供一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法、装置及车辆，以实现为整车驱动扭矩需求和能量回收扭矩提供真实可靠的扭矩能力值。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法，包括：
根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率；
根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率；
根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆动力系统充放电扭矩控制装置，该装置包括：
电机功率确定模块，用于根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率；
电池功率确定模块，用于根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率；
动力系统扭矩确定模块，用于根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括：
传感器，用于采集车辆当前信息；
车辆微控制器，用于确定电机最大扭矩；
存储器，用于存储可执行指令；
控制器，用于执行存储在所述存储器中的可执行指令时，实现如本发明任意实施例所述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法。
本发明通过获取驱动电机的电机转速和电机温度，结合电机最大扭矩，确定出电机最大有效功率，通过获取动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，结合直流转换器电功率和空调电功率，确定出电池最大有效功率，最后根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩，本发明的技术方案根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机、动力电池组、直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，解决了无法准确计算车辆动力系统充放电扭矩的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法的流程图
图4是本发明实施例四提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制装置的结构框图；
图5为本发明实施例五提供的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法的流程图，本实施例可适用于确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩的情况，该方法可以由车辆动力系统充放电扭矩控制装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件实现。
如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率。
其中，驱动电机可以理解为将电动汽车中电源的电能转化为机械能，驱动车轮行驶的工作装置。电机转速则可以理解为当前状态下驱动电机的转速，电机温度可以理解为当前状态下驱动电机的温度。电机最大扭矩可以理解为当前状态下驱动电机可以达到的最大扭矩，可以由车辆微控制器采集计算得到。电机最大有效功率可以理解为当前状态下驱动电机可用功率的最大值。
具体的，车辆控制装置可以获取驱动电机的电机转速和电机温度，通过电机转速和电机温度得到驱动电机当前状态下的扭矩能力，结合获取的电机最大扭矩，分析计算驱动电机目前可用的扭矩值，从而确定出驱动电机当前状态下的电机最大有效功率。
步骤120、根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率。
其中，动力电池可以理解为为电动汽车提供动力来源的装置。电池温度可以理解为当前状态下动力电池的温度。电流信号可以理解为当前状态下动力电池充电或放电的电流值。电压信号可以理解为当前状态下动力电池充电或放电的电压值。直流转换器电功率可以理解为当前状态下直流转换器所消耗的电功率。空调电功率可以理解为当前状态下车辆空调装置所消耗的电功率。电池最大有效功率可以理解为当前状态下动力电池为车辆动力系统提供的可用功率的最大值。
具体的，车辆控制装置可以获取动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，通过电池温度、电流信号和电压信号得到动力电池当前状态下的充放电能力，结合直流转换器和车辆空调装置所消耗的电功率，从而确定出驱动电机当前状态下可为车辆动力系统提供的电池最大有效功率。
步骤130、根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。
其中，车辆动力系统充放电扭矩可以理解为当前状态下车辆动力系统可以达到的最大扭矩。
具体的，车辆控制装置可以根据车辆驱动电机和动力电池的状态，即分析电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统当前最大充放电功率能力，从而计算出车辆动力系统当前状态下可以达到的最大扭矩。
本发明实施例通过获取驱动电机的电机转速和电机温度，结合电机最大扭矩，确定出电机最大有效功率，通过获取动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，结合直流转换器电功率和空调电功率，确定出电池最大有效功率，最后根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩，本发明实施例的技术方案根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机、动力电池组、直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，解决了无法准确计算车辆动力系统充放电扭矩的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了上述车辆动力系统充放电扭矩控制方法。
如图2所示，该方法具体包括：
步骤200、查询预确定的电机转速扭矩特性表，获得驱动电机在电机转速下的当前转速最大扭矩。
其中，电机转速则可以理解为当前状态下驱动电机的转速。当前转速最大扭矩可以理解为驱动电机在当前电机转速下对应的扭矩的最大值。电机转速扭矩特性表可以理解为驱动电机的不同电机转速与电机扭矩取值的映射关系表，可以是电机转速—扭矩特性曲线，也可以是二维的电机转速—扭矩特性表格。
具体的，可以获取驱动电机的电机转速，查询预先设置好的该电动汽车的电机转速扭矩特性表，确定该电机转速对应的当前转速最大扭矩。
步骤210、查询预确定的电机温度扭矩限制特性表，获得驱动电机在电机温度下的电机扭矩修正系数。
其中，电机温度可以理解为当前状态下驱动电机的温度。电机扭矩修正系数可以理解为驱动电机在不同电机温度的影响下产生的扭矩波动值。电机温度扭矩限制特性表可以理解为驱动电机在不同电机温度下与电机扭矩修正系数取值的映射关系表，可以是电机温度—扭矩限制特性曲线，也可以是二维的电机温度—扭矩限制特性表格。
具体的，可以获取驱动电机的电机温度，查询预先设置好的该电动汽车的电机温度扭矩限制特性表，确定该电机温度下对应的电机扭矩修正系数。
步骤220、根据当前转速最大扭矩和电机扭矩修正系数，确定当前转速最大有效扭矩。
其中，当前转速最大有效扭矩可以理解为驱动电机在当前电机转速和电机温度影响下所能达到的最大扭矩值。
具体的，可以根据查询确定的电机扭矩修正系数，对当前转速最大扭矩进行调整，得到当前转速最大有效扭矩。例如，根据电机扭矩修正系数的设置规则，可以将当前转速最大扭矩与电机扭矩修正系数相乘，得到当前转速最大有效扭矩；也可以是将当前转速最大扭矩与电机扭矩修正系数相加或相减，得到当前转速最大有效扭矩。
步骤230、根据当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩，确定电机最大可用扭矩。
其中，电机最大扭矩可以理解为由车辆微控制器采集计算得到的驱动电机可达到的最大扭矩。
具体的，可以通过比较当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩，更加准确的得到驱动电机可用的扭矩值。例如，可以取当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩中的较小值作为电机最大可用扭矩；也可以取当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩中的较大值作为电机最大可用扭矩。
步骤240、根据电机最大可用扭矩，得到电机最大有效功率。
具体的，在得到电机最大可用扭矩后，可以根据扭矩与功率的转换关系，由电机最大可用扭矩计算得到电机最大有效功率。
步骤250、查询预确定的电池充放电特性表，获得动力电池在电池温度下的当前温度最大功率。
其中，电池温度可以理解为当前状态下动力电池的温度。当前温度最大功率可以理解为动力电池在当前电池温度下所能达到的最大功率值，可以是动力电池10s内最大可用持续充放电功率。电池充放电特性表可以理解为动力电池在不同电池温度下与动力电池充放电功率取值的映射关系表，可以是电池充放电特性曲线，也可以是二维的电池充放电特性表格。
具体的，可以获取动力电池的电池温度，查询预先设置好的该电动汽车的电池充放电特性表，确定该电池温度下对应的当前温度最大功率。例如，车辆控制装置获取电池充放电特性表中当前电池温度下动力电池10s内最大可用持续充放电功率作为当前温度最大功率；也可以查询电池充放电特性表，由车辆电池管理系统BMS计算得到当前电池温度下动力电池10s内最大可用持续充放电功率，车辆控制装置获取该功率值作为当前温度最大功率。
步骤260、根据电流信号和电压信号，得到电池实时功率。
其中，电流信号可以理解为当前状态下动力电池充电或放电的电流值，电压信号可以理解为当前状态下动力电池充电或放电的电压值，该电流信号和电压信号可以是车辆电池管理系统BMS发送到CAN网络上的电流信号和电压信号。电池实时功率可以理解为动力电池当前时刻所做的电功率。
具体的，可以获取动力电池的电流信号和电压信号，根据该电流信号和电压信号，确定出动力电池的电池实时功率。例如，将获取到的电流信号和电压信号相乘，得到电池实时功率。
步骤270、根据当前温度最大功率和电池实时功率，确定当前电池最大功率。
其中，当前电池最大功率可以理解为当前时刻动力电池可以达到的最大功率。
具体的，可以通过比较当前温度最大功率和电池实时功率，分析当前温度最大功率和电池实时功率的数值关系，分情况确定当前电池最大功率。例如，当前温度最大功率和电池实时功率差值较大时，可以选取当前温度最大功率作为当前电池最大功率；若当前温度最大功率和电池实时功率差值较小时，可以适当降低当前温度最大功率值作为当前电池最大功率，以减慢电池输出功率在接近其能力上限时的增加速度。
步骤280、根据当前电池最大功率，结合获取的直流转换器电功率和空调电功率，确定电池最大有效功率。
具体的，当前电池最大功率可以理解为动力电池为整车提供的最大功率值，因此需要将直流转换器电功率和空调电功率抵消后，得到当前状态下动力电池为车辆动力系统提供的电池最大有效功率。
步骤290、根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。
具体的，车辆控制装置可以分析电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统当前最大充放电功率能力，从而计算出车辆动力系统当前状态下可以达到的最大扭矩。
本发明实施例通过获取驱动电机的电机转速和电机温度，结合电机转速扭矩特性表和电机温度扭矩限制特性表，确定出当前转速最大有效扭矩，与车辆微控制器采集计算得到的电机最大扭矩比较分析后得到电机最大可用扭矩，从而得到电机最大有效功率；同时，通过获取动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，结合电池充放电特性表，得到动力电池的当前温度最大功率和电池实时功率，将二者比较分析后得到当前电池最大功率，再将直流转换器电功率和空调电功率抵消后得到动力电池为车辆动力系统提供的电池最大有效功率；最后根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。本发明实施例的技术方案根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机和动力电池的理论输出效率和实际工作状态，并且结合了直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，准确的计算出车辆动力系统充放电扭矩，解决了车辆动力系统充放电扭矩值计算准确率低的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了上述车辆动力系统充放电扭矩控制方法。该方法可以由车辆动力系统充放电扭矩控制装置来执行，车辆动力系统充放电扭矩控制装置可以是整车控制器VCU。在计算驱动电机和动力电池的相关功率和扭矩时，为了区别车辆动力系统放电和充电的情况，可以在车辆动力系统放电时，将驱动电机和动力电池的相关功率和扭矩记为正值，在车辆动力系统充电时，将驱动电机和动力电池的相关功率和扭矩记为负值。
如图3所示，该方法具体包括：
步骤310、监测车辆动力系统充放电情况。
具体的，整车控制器VCU检测到车辆动力系统放电时，执行步骤320；整车控制器VCU检测到车辆动力系统充电时，执行步骤330。
步骤320、查询预确定的电机转速扭矩特性表，获得驱动电机在电机转速下的当前转速最大扭矩。
其中，当前转速最大扭矩可以理解为驱动电机在当前电机转速下对应的放电扭矩的最大值。
具体的，可以获取驱动电机的电机转速，查询预先设置好的该电动汽车的电机转速扭矩特性表，确定该电机转速对应的当前转速最大扭矩。
步骤321、查询预确定的电机温度扭矩限制特性表，获得驱动电机在电机温度下的电机扭矩修正系数。
具体的，可以获取驱动电机的电机温度，查询预先设置好的该电动汽车的电机温度扭矩限制特性表，确定该电机温度下对应的电机扭矩修正系数。
步骤322、根据当前转速最大扭矩和电机扭矩修正系数，确定当前转速最大有效扭矩。
其中，当前转速最大有效扭矩可以理解为驱动电机在当前电机转速和电机温度影响下所能达到的最大放电扭矩值。
具体的，可以根据查询确定的电机扭矩修正系数，对当前转速最大扭矩进行调整，可以将当前转速最大扭矩与电机扭矩修正系数相乘，得到当前转速最大有效扭矩。
步骤323、将当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩的最小值确定为电机最大可用扭矩。
其中，电机最大扭矩可以理解为由车辆微控制器采集计算得到的驱动电机可达到的最大放电扭矩。
具体的，可以通过比较当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩，取当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩中的最小值作为电机最大可用扭矩。
步骤324、根据电机最大可用扭矩，得到电机最大有效功率。
其中，电机最大有效功率可以理解为当前状态下驱动电机可用放电功率的最大值。
具体的，在得到电机最大可用扭矩后，可以根据扭矩与功率的转换关系，由电机最大可用扭矩计算得到电机最大有效功率。
步骤325、查询预确定的电池充放电特性表，获得动力电池在电池温度下的当前温度最大功率。
其中，当前温度最大功率可以理解为动力电池在当前电池温度下所能达到的最大放电功率值，可以是动力电池10s内最大可用持续放电功率。
具体的，可以获取动力电池的电池温度，查询预先设置好的该电动汽车的电池充放电特性表，由车辆电池管理系统BMS计算得到当前电池温度下动力电池10s内最大可用持续放电功率，整车控制器VCU获取该功率值作为当前温度最大功率。
步骤326、根据电流信号和电压信号，得到电池实时功率。
其中，电流信号可以理解为当前状态下动力电池放电的电流值，电压信号可以理解为当前状态下动力电池放电的电压值，该电流信号和电压信号可以是车辆电池管理系统BMS发送到CAN网络上的电流信号和电压信号。电池实时功率可以理解为动力电池当前时刻放电的电功率。
具体的，可以获取动力电池的电流信号和电压信号，将电流信号和电压信号相乘，得到电池实时功率。
步骤327、根根据当前温度最大功率与电池实时功率之差与第一预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率。
其中，当前电池最大功率可以理解为当前时刻动力电池可以达到的最大放电功率。
具体的，可以通过比较当前温度最大功率和电池实时功率，分析当前温度最大功率和电池实时功率的数值关系，分情况确定当前电池最大功率。例如，当前温度最大功率和电池实时功率差值较大时，可以选取当前温度最大功率作为当前电池最大功率；若当前温度最大功率和电池实时功率差值较小时，可以适当降低当前温度最大功率值作为当前电池最大功率，以减慢电池输出功率在接近其能力上限时的增加速度。
可选的，所述根据当前温度最大功率与电池实时功率之差与第一预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率，包括：
当前温度最大功率与电池实时功率之差大于第一预设功率值时，确定当前温度最大功率为当前电池最大功率；否则，将当前温度最大功率减去放电调节功率确定为当前电池最大功率，放电调节功率通过查询预确定的放电调节功率表得到。
步骤328、将当前电池最大功率减去直流转换器电功率和空调电功率确定为电池最大有效功率。
其中，电池最大有效功率可以理解为当前状态下动力电池为车辆动力系统提供的可用放电功率的最大值。
具体的，可以将直流转换器电功率和空调电功率抵消后，得到当前状态下动力电池为车辆动力系统提供的电池最大有效功率。
步骤329、将电机最大有效功率和电池最大有效功率的最小值确定为电驱动系统最大功率。
其中，电驱动系统最大功率可以理解为车辆驱动电机-动力电池系统当前状态下可以达到的最大功率值。
具体的，可以根据驱动电机输入端的电机最大有效功率和动力电池的电池最大有效功率，两者进行取小值表示电驱动系统最大功率能力。
步骤330、查询预确定的电机转速扭矩特性表，获得驱动电机在电机转速下的当前转速最大扭矩。
其中，当前转速最大扭矩可以理解为驱动电机在当前电机转速下对应的充电扭矩的最大值。
具体的，可以获取驱动电机的电机转速，查询预先设置好的该电动汽车的电机转速扭矩特性表，确定该电机转速对应的当前转速最大扭矩。
步骤331、查询预确定的电机温度扭矩限制特性表，获得驱动电机在电机温度下的电机扭矩修正系数。
具体的，可以获取驱动电机的电机温度，查询预先设置好的该电动汽车的电机温度扭矩限制特性表，确定该电机温度下对应的电机扭矩修正系数。
步骤332、根据当前转速最大扭矩和电机扭矩修正系数，确定当前转速最大有效扭矩。
其中，当前转速最大有效扭矩可以理解为驱动电机在当前电机转速和电机温度影响下所能达到的最大充电扭矩值。
具体的，可以根据查询确定的电机扭矩修正系数，对当前转速最大扭矩进行调整，可以将当前转速最大扭矩与电机扭矩修正系数相乘，得到当前转速最大有效扭矩。
步骤333、将当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩的最大值确定为电机最大可用扭矩。
其中，电机最大扭矩可以理解为由车辆微控制器采集计算得到的驱动电机可达到的最大充电扭矩。
具体的，可以通过比较当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩，取当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩中的最大值作为电机最大可用扭矩。
步骤334、根据电机最大可用扭矩，得到电机最大有效功率。
其中，电机最大有效功率可以理解为当前状态下驱动电机可用充电功率的最大值。
具体的，在得到电机最大可用扭矩后，可以根据扭矩与功率的转换关系，由电机最大可用扭矩计算得到电机最大有效功率。
步骤335、查询预确定的电池充放电特性表，获得动力电池在电池温度下的当前温度最大功率。
其中，当前温度最大功率可以理解为动力电池在当前电池温度下所能达到的最大充电功率值，可以是动力电池10s内最大可用持续充电功率。
具体的，可以获取动力电池的电池温度，查询预先设置好的该电动汽车的电池充放电特性表，由车辆电池管理系统BMS计算得到当前电池温度下动力电池10s内最大可用持续充电功率，整车控制器VCU获取该功率值作为当前温度最大功率。
步骤336、根据电流信号和电压信号，得到电池实时功率。
其中，电流信号可以理解为当前状态下动力电池充电的电流值，电压信号可以理解为当前状态下动力电池充电的电压值，该电流信号和电压信号可以是车辆电池管理系统BMS发送到CAN网络上的电流信号和电压信号。电池实时功率可以理解为动力电池当前时刻充电的电功率。
具体的，可以获取动力电池的电流信号和电压信号，将电流信号和电压信号相乘，得到电池实时功率。
步骤337、根据当前温度最大功率与电池实时功率之差的绝对值与第二预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率。
其中，当前电池最大功率可以理解为当前时刻动力电池可以达到的最大充电功率。
具体的，可以通过比较当前温度最大功率和电池实时功率，分析当前温度最大功率和电池实时功率的数值关系，分情况确定当前电池最大功率。例如，当前温度最大功率和电池实时功率差值的绝对值较大时，可以选取当前温度最大功率作为当前电池最大功率；若当前温度最大功率和电池实时功率差值的绝对值较小时，可以适当降低当前温度最大功率值作为当前电池最大功率，以减慢电池输出功率在接近其能力上限时的增加速度。
可选的，所述根据当前温度最大功率与电池实时功率之差的绝对值与第二预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率，包括：
当前温度最大功率与电池实时功率之差的绝对值大于第二预设功率值时，确定当前温度最大功率为当前电池最大功率；否则，将当前温度最大功率减去充电调节功率确定为当前电池最大功率，充电调节功率通过查询预确定的充电调节功率表得到。
步骤338、将当前电池最大功率、直流转换器电功率和空调电功率相加确定为电池最大有效功率。
其中，电池最大有效功率可以理解为当前状态下动力电池为车辆动力系统提供的可用充电功率的最大值。
具体的，可以将直流转换器电功率和空调电功率抵消后，得到当前状态下动力电池为车辆动力系统提供的电池最大有效功率。
步骤339、将电机最大有效功率和电池最大有效功率的最大值确定为电驱动系统最大功率。
其中，电驱动系统最大功率可以理解为车辆驱动电机-动力电池系统当前状态下可以达到的最大功率值。
具体的，可以根据驱动电机输入端的电机最大有效功率和动力电池的电池最大有效功率，两者进行取大值表示电驱动系统最大功率能力。
步骤340、根据电驱动系统最大功率和电机转速，得到电驱动系统最大扭矩。
其中，电驱动系统最大扭矩可以理解为车辆驱动电机-动力电池系统当前状态下可以达到的最大扭矩能力。
具体的，在得到电驱动系统最大功率后，可以根据扭矩与功率的转换关系，由电驱动系统最大功率结合电机转速计算得到电驱动系统最大扭矩。
步骤350、将电驱动系统最大扭矩与传动机构传动速比相乘，得到车辆动力系统充放电扭矩。
其中，传动机构传动速比可以理解为由车辆电驱动系统与车辆动力系统扭矩转换比例关系。
具体的，可以根据电驱动系统最大扭矩和车辆动力系统充放电扭矩的转换比例关系，将电驱动系统最大扭矩乘以传动机构传动速比，得到车辆动力系统充放电扭矩。
示例性的，整车控制器VCU检测到车辆动力系统放电时，获取驱动电机的当前的电机转速n，查询预先设置好的该电动汽车的电机转速扭矩特性表，确定该电机转速对应的当前转速最大扭矩FDrv和电机效率ηm，获取驱动电机的电机温度，查询预先设置好的该电动汽车的电机温度扭矩限制特性表，确定该电机温度下对应的电机扭矩修正系数fm，VCU根据以下公式确定当前转速最大有效扭矩
Figure BDA0002468337150000171
Figure BDA0002468337150000172
VCU获取车辆微控制器MCU发送到CAN网络上的电机最大扭矩
Figure BDA0002468337150000173
取当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩的最小值为电机最大可用扭矩
Figure BDA0002468337150000181
即：
Figure BDA0002468337150000182
可以根据以下公式，得到电机最大有效功率
Figure BDA0002468337150000183
Figure BDA0002468337150000184
查询预确定的电池充放电特性表，获得动力电池在电池温度下的当前温度最大功率PbDischry，VCU可以根据电池管理系统BMS发送到CAN网络上的电流信号I和电压信号U，得到电池实时功率
Figure BDA0002468337150000185
Figure BDA0002468337150000186
VCU根据PbDischry和
Figure BDA0002468337150000187
进行判断，当
Figure BDA0002468337150000188
时，VCU采用PbDischry作为当前电池最大功率
Figure BDA0002468337150000189
当
Figure BDA00024683371500001810
时，VCU采用PbDischry-Px作为当前电池最大功率
Figure BDA00024683371500001811
以减慢动力电池输出功率在接近其能力上限时的增加速度，策略上通过PI控制模块进行调节，防止超限，其中，P1为第一预设功率值，可以根据不同车辆具体设置，Px通过查询电池实时功率与当前温度最大功率对应的放电调节功率表得到，将当前电池最大功率
Figure BDA00024683371500001812
减去直流转换器电功率
Figure BDA00024683371500001813
和空调电功率
Figure BDA00024683371500001814
确定为电池最大有效功率
Figure BDA00024683371500001815
即：
Figure BDA00024683371500001816
将电机最大有效功率
Figure BDA00024683371500001817
和电池最大有效功率
Figure BDA00024683371500001818
的最小值确定为电驱动系统最大功率
Figure BDA00024683371500001824
Figure BDA00024683371500001819
根据电驱动系统最大功率
Figure BDA00024683371500001820
和电机转速n，得到电驱动系统最大扭矩
Figure BDA00024683371500001821
Figure BDA00024683371500001822
将电驱动系统最大扭矩
Figure BDA00024683371500001823
与传动机构传动速比is相乘，得到车辆动力系统充放电扭矩
Figure BDA0002468337150000191
Figure BDA0002468337150000192
在另一个例子中，整车控制器VCU检测到车辆动力系统充电时，获取驱动电机的当前的电机转速n，查询预先设置好的该电动汽车的电机转速扭矩特性表，确定该电机转速对应的当前转速最大扭矩FGen和电机效率ηm，获取驱动电机的电机温度，查询预先设置好的该电动汽车的电机温度扭矩限制特性表，确定该电机温度下对应的电机扭矩修正系数fm，VCU根据以下公式确定当前转速最大有效扭矩
Figure BDA0002468337150000193
Figure BDA0002468337150000194
VCU获取车辆微控制器MCU发送到CAN网络上的电机最大扭矩
Figure BDA0002468337150000195
取当前转速最大有效扭矩和电机最大扭矩的最大值为电机最大可用扭矩
Figure BDA0002468337150000196
即：
Figure BDA0002468337150000197
可以根据以下公式，得到电机最大有效功率
Figure BDA0002468337150000198
Figure BDA0002468337150000199
查询预确定的电池充放电特性表，获得动力电池在电池温度下的当前温度最大功率PbChry，VCU可以根据电池管理系统BMS发送到CAN网络上的电流信号I和电压信号U，得到电池实时功率
Figure BDA00024683371500001910
Figure BDA00024683371500001911
VCU根据PbChry和
Figure BDA00024683371500001912
进行判断，当
Figure BDA00024683371500001913
时，VCU采用PbChry作为当前电池最大功率
Figure BDA00024683371500001914
当
Figure BDA00024683371500001915
时，VCU采用PbChry-Py作为当前电池最大功率
Figure BDA00024683371500001916
以减慢动力电池输出功率在接近其能力上限时的增加速度，策略上通过PI控制模块进行调节，防止超限，其中，P2为第二预设功率值，可以根据不同车辆具体设置，Py通过查询电池实时功率与当前温度最大功率对应的放电调节功率表得到，将当前电池最大功率
Figure BDA0002468337150000201
直流转换器电功率
Figure BDA0002468337150000202
和空调电功率
Figure BDA0002468337150000203
相加确定为电池最大有效功率
Figure BDA0002468337150000204
即：
Figure BDA0002468337150000205
将电机最大有效功率
Figure BDA0002468337150000206
和电池最大有效功率
Figure BDA0002468337150000207
的最大值确定为电驱动系统最大功率
Figure BDA0002468337150000208
Figure BDA0002468337150000209
根据电驱动系统最大功率
Figure BDA00024683371500002010
和电机转速n，得到电驱动系统最大扭矩
Figure BDA00024683371500002011
Figure BDA00024683371500002012
将电驱动系统最大扭矩
Figure BDA00024683371500002013
与传动机构传动速比is相乘，得到车辆动力系统充放电扭矩
Figure BDA00024683371500002014
Figure BDA00024683371500002015
本发明实施例通过监控车辆动力系统的充放电状态，分别就车辆动力系统充电或放电的具体情况结合相关参数进行了准确计算，最终得到车辆动力系统充放电扭矩。本发明实施例的技术方案根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机和动力电池的理论输出效率和实际工作状态，并且结合了直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，准确的计算出车辆动力系统充放电扭矩，解决了车辆动力系统充放电扭矩值计算准确率低的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。
实施例四
本发明实施例所提供的车辆动力系统充放电扭矩控制装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆动力系统充放电扭矩控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。图4是本发明实施例四提供的一种车辆动力系统充放电扭矩控制装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：电机功率确定模块410、电池功率确定模块420和动力系统扭矩确定模块430。
电机功率确定模块410，用于根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率。
电池功率确定模块420，用于根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率。
动力系统扭矩确定模块430，用于根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。
本发明实施例通过获取驱动电机的电机转速和电机温度，结合电机最大扭矩，确定出电机最大有效功率，通过获取动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，结合直流转换器电功率和空调电功率，确定出电池最大有效功率，最后根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩，本发明实施例的技术方案根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机、动力电池组、直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，解决了无法准确计算车辆动力系统充放电扭矩的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。
可选的，电机功率确定模块410，包括：
当前转速最大扭矩确定单元，用于查询预确定的电机转速扭矩特性表，获得所述驱动电机在所述电机转速下的当前转速最大扭矩。
电机扭矩修正系数确定单元，用于查询预确定的电机温度扭矩限制特性表，获得所述驱动电机在所述电机温度下的电机扭矩修正系数。
当前转速最大有效扭矩确定单元，用于根据所述当前转速最大扭矩和所述电机扭矩修正系数，确定当前转速最大有效扭矩。
电机最大可用扭矩确定单元，用于根据所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩，确定电机最大可用扭矩，其中，所述电机最大扭矩由车辆微控制器确定。
电机最大有效功率确定单元，用于根据所述电机最大可用扭矩，得到电机最大有效功率。
可选的，电机最大可用扭矩确定单元，具体用于：
监测到所述车辆动力系统放电时，将所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩的最小值确定为所述电机最大可用扭矩；
监测到所述车辆动力系统充电时，将所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩的最大值确定为所述电机最大可用扭矩。
可选的，电池功率确定模块420，包括：
当前温度最大功率确定单元，用于查询预确定的电池充放电特性表，获得所述动力电池在所述电池温度下的当前温度最大功率。
电池实时功率确定单元，用于根据所述电流信号和所述电压信号，得到电池实时功率。
当前电池最大功率确定单元，用于根据所述当前温度最大功率和所述电池实时功率，确定当前电池最大功率。
电池最大有效功率确定单元，用于根据所述当前电池最大功率，结合获取的所述直流转换器电功率和所述空调电功率，确定电池最大有效功率。
可选的，当前电池最大功率确定单元，具体用于：
监测到所述车辆动力系统放电时，根据所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差与第一预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率；
监测到所述车辆动力系统充电时，根据所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差的绝对值与第二预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率。
可选的，所述根据所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差与第一预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率，包括：
当所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差大于所述第一预设功率值时，确定所述当前温度最大功率为所述当前电池最大功率；否则，将所述当前温度最大功率减去放电调节功率确定为所述当前电池最大功率，所述放电调节功率通过查询预确定的放电调节功率表得到；
相应的，所述根据所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差的绝对值与第二预设功率值的比较结果，确定当前电池最大功率，包括：
当所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差的绝对值大于第二预设功率值时，确定所述当前温度最大功率为所述当前电池最大功率；否则，将所述当前温度最大功率减去充电调节功率确定为所述当前电池最大功率，所述充电调节功率通过查询预确定的充电调节功率表得到。
可选的，电池最大有效功率确定单元，具体用于：
监测到所述车辆动力系统放电时，将所述当前电池最大功率减去所述直流转换器电功率和所述空调电功率确定为电池最大有效功率；
监测到所述车辆动力系统充电时，将所述当前电池最大功率、所述直流转换器电功率和所述空调电功率相加确定为电池最大有效功率。
可选的，动力系统扭矩确定模块430，具体用于：
监测到所述车辆动力系统放电时，将所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率的最小值确定为电驱动系统最大功率；
监测到所述车辆动力系统充电时，将所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率的最大值确定为所述电驱动系统最大功率；
根据所述电驱动系统最大功率和所述电机转速，得到电驱动系统最大扭矩；
将所述电驱动系统最大扭矩与传动机构传动速比相乘，得到所述车辆动力系统充放电扭矩。
本发明实施例通过监控车辆动力系统的充放电状态，分别就车辆动力系统充电或放电的具体情况结合相关参数进行了准确计算，根据获取驱动电机的电机转速和电机温度，结合电机转速扭矩特性表和电机温度扭矩限制特性表，确定出当前转速最大有效扭矩，与车辆微控制器采集计算得到的电机最大扭矩比较分析后得到电机最大可用扭矩，从而得到电机最大有效功率；同时，通过获取动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，结合电池充放电特性表，得到动力电池的当前温度最大功率和电池实时功率，将二者比较分析后得到当前电池最大功率，再将直流转换器电功率和空调电功率抵消后得到动力电池为车辆动力系统提供的电池最大有效功率；最后根据电机最大有效功率和电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩。本发明实施例的技术方案根据纯电动汽车动力系统的特点，充分考虑了驱动电机和动力电池的理论输出效率和实际工作状态，并且结合了直流转换器和空调等各动力总成的功率输出情况，准确的计算出车辆动力系统充放电扭矩，解决了车辆动力系统充放电扭矩值计算准确率低的问题，实现了有效且合理确定车辆整个动力系统的放电和充电扭矩能力，从而为驾驶员扭矩需求和能量回收提供真实可靠的扭矩能力值的效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种车辆的结构框图，如图5所示，该车辆包括控制器510、存储器520、传感器530和车辆微控制器540；车辆中控制器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个控制器510为例；车辆中的控制器510、存储器520、传感器530和车辆微控制器540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆动力系统充放电扭矩控制方法对应的程序指令/模块(例如，车辆动力系统充放电扭矩控制装置中的电机功率确定模块410、电池功率确定模块420和动力系统扭矩确定模块430)。控制器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法。
存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于控制器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传感器530可用于采集车辆当前信息，例如，采集驱动电机的电机转速和电机温度，采集动力电池的电池温度、电流信号和电压信号等等。
车辆微控制器540可用于确定电机最大扭矩。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种车辆动力系统充放电扭矩控制方法，其特征在于，包括：
根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率；
根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率；
根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩；
所述根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率，包括：
查询预确定的电池充放电特性表，获得所述动力电池在所述电池温度下的当前温度最大功率；
根据所述电流信号和所述电压信号，得到电池实时功率；
根据所述当前温度最大功率和所述电池实时功率，确定当前电池最大功率；
根据所述当前电池最大功率，结合获取的所述直流转换器电功率和所述空调电功率，确定电池最大有效功率；
其中，所述根据所述当前温度最大功率和所述电池实时功率，确定当前电池最大功率，包括：
监测到所述车辆动力系统放电，当所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差大于第一预设功率值时，确定所述当前温度最大功率为所述当前电池最大功率；否则，将所述当前温度最大功率减去放电调节功率确定为所述当前电池最大功率，所述放电调节功率通过查询预确定的放电调节功率表得到；
监测到所述车辆动力系统充电，当所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差的绝对值大于第二预设功率值时，确定所述当前温度最大功率为所述当前电池最大功率；否则，将所述当前温度最大功率减去充电调节功率确定为所述当前电池最大功率，所述充电调节功率通过查询预确定的充电调节功率表得到。
2.根据权利要求1所述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率，包括：
查询预确定的电机转速扭矩特性表，获得所述驱动电机在所述电机转速下的当前转速最大扭矩；
查询预确定的电机温度扭矩限制特性表，获得所述驱动电机在所述电机温度下的电机扭矩修正系数；
根据所述当前转速最大扭矩和所述电机扭矩修正系数，确定当前转速最大有效扭矩；
根据所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩，确定电机最大可用扭矩，其中，所述电机最大扭矩由车辆微控制器确定；
根据所述电机最大可用扭矩，得到电机最大有效功率。
3.根据权利要求2所述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩，确定电机最大可用扭矩，包括：
监测到所述车辆动力系统放电时，将所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩的最小值确定为所述电机最大可用扭矩；
监测到所述车辆动力系统充电时，将所述当前转速最大有效扭矩和所述电机最大扭矩的最大值确定为所述电机最大可用扭矩。
4.根据权利要求1所述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述当前电池最大功率，结合获取的所述直流转换器电功率和所述空调电功率，确定电池最大有效功率，包括：
监测到所述车辆动力系统放电时，将所述当前电池最大功率减去所述直流转换器电功率和所述空调电功率确定为电池最大有效功率；
监测到所述车辆动力系统充电时，将所述当前电池最大功率、所述直流转换器电功率和所述空调电功率相加确定为电池最大有效功率。
5.根据权利要求1所述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩，包括：
监测到所述车辆动力系统放电时，将所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率的最小值确定为电驱动系统最大功率；
监测到所述车辆动力系统充电时，将所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率的最大值确定为所述电驱动系统最大功率；
根据所述电驱动系统最大功率和所述电机转速，得到电驱动系统最大扭矩；
将所述电驱动系统最大扭矩与传动机构传动速比相乘，得到所述车辆动力系统充放电扭矩。
6.一种车辆动力系统充放电扭矩控制装置，其特征在于，包括：
电机功率确定模块，用于根据所获取电机最大扭矩以及驱动电机的电机转速和电机温度，确定电机最大有效功率；
电池功率确定模块，用于根据所获取直流转换器电功率和空调电功率以及动力电池的电池温度、电流信号和电压信号，确定电池最大有效功率；
动力系统扭矩确定模块，用于根据所述电机最大有效功率和所述电池最大有效功率，得到车辆动力系统充放电扭矩；
所述电池功率确定模块，包括：
当前温度最大功率确定单元，用于查询预确定的电池充放电特性表，获得所述动力电池在所述电池温度下的当前温度最大功率；
电池实时功率确定单元，用于根据所述电流信号和所述电压信号，得到电池实时功率；
当前电池最大功率确定单元，用于根据所述当前温度最大功率和所述电池实时功率，确定当前电池最大功率；
电池最大有效功率确定单元，用于根据所述当前电池最大功率，结合获取的所述直流转换器电功率和所述空调电功率，确定电池最大有效功率；
其中，所述当前电池最大功率确定单元，具体用于：
监测到所述车辆动力系统放电，当所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差大于第一预设功率值时，确定所述当前温度最大功率为所述当前电池最大功率；否则，将所述当前温度最大功率减去放电调节功率确定为所述当前电池最大功率，所述放电调节功率通过查询预确定的放电调节功率表得到；
监测到所述车辆动力系统充电，当所述当前温度最大功率与所述电池实时功率之差的绝对值大于第二预设功率值时，确定所述当前温度最大功率为所述当前电池最大功率；否则，将所述当前温度最大功率减去充电调节功率确定为所述当前电池最大功率，所述充电调节功率通过查询预确定的充电调节功率表得到。
7.一种车辆，其特征在于，包括：
传感器，用于采集车辆当前信息；
车辆微控制器，用于确定电机最大扭矩；
存储器，用于存储可执行指令；
控制器，用于执行存储在所述存储器中的可执行指令时，实现如权利要求1-5中任一所述的车辆动力系统充放电扭矩控制方法。
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