CN111731110A - 电动汽车的电机系统效率修正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车电机技术领域，提供一种电动汽车的电机系统效率修正方法及装置，其中该方法包括：确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率；根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速；根据所述目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中所述电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数；以及修正所确定的目标初始电机修正系数。由此，通过找准系数的修正时机，使得经修正的电机修正系数更贴合于实际车辆驾驶工况，提高电机系统效率的修正精确度。

Description

电动汽车的电机系统效率修正方法及装置

技术领域

本发明涉及电动汽车电机技术领域，特别涉及一种电动汽车的电机系统效率修正方法及装置。

背景技术

电动汽车的动力是由电池的电能转换成机械能，这就涉及到转换效率的问题，在驱动和回收过程中都需要考虑。如果电机系统效率定的太高，会导致驱动的时候电池过放，回收时电池过充，影响电池寿命；如果电机系统效率定的太低会导致系统的性能没有真正的发挥。因此，为了优化电动车电池的使用效率，在保障整车性能的同时，延长电池寿命，电动汽车通常会对电池的电能转换为机械能的效率，即电机系统效率进行控制。

在低放电功率下，电机主动减震模式切换过程中，也就是由转速主动减震切换至加速度主动减震的过程中，存在电机扭矩突变引起的扭矩抖动，为消除电机扭矩抖动特在功率限制的扭矩进行滤波。

但是，本申请的发明人在实践本申请的过程中发现目前相关技术中至少存在以下问题：扭矩滤波导致电机输出功率会出现尖峰，而为使电池不出现过放现象会压低尖峰功率，此时电机修正效率整体偏移，而导致电机扭矩拐点后的电池实际放电不充分；采用电机加速度进行修正只考虑了当前的电机母线电压、电机加速度，若电机母线电压、路况发生改变，则所对应的系数也发生变化，导致适用于固化电机加速度的车辆工况较为狭隘。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电动汽车的电机系统效率修正方法，以至少解决目前相关技术中基于固化的电机加速度进行修正所导致的精度较低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车的电机系统效率修正方法，所述电动汽车的电机系统效率修正方法包括：确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率；根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速；根据所述目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中所述电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数；以及，修正所确定的目标初始电机修正系数。

进一步的，所述确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率包括：获取所述电动汽车的最大允许放电功率；确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的电池实际放电功率；根据所述最大允许放电功率和所述电池实际放电功率，确定所述最大可用功率。

进一步的，所述修正所确定的目标初始电机修正系数包括：当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中所述最大可用功率出现最小值时所对应的第一电机转速时，降低所述第一电机转速所对应的目标初始电机修正系数。

进一步的，所述修正所确定的目标初始电机修正系数包括：当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中电机扭矩出现最大值时所对应的第二电机转速时，降低针对电机转速范围所对应的目标初始电机修正系数，其中所述电机转速范围包括从所述第一电机转速到所述第二电机转速。

进一步的，所述电机工作过程包括电机驱动过程和/或滑行能量回收过程。

进一步的，所述修正所确定的目标初始电机修正系数包括：获取所述电动汽车的电池温度及荷电状态；根据所获取的电池温度及荷电状态查询第一辅助修正表以确定相应的第一辅助电机修正系数，其中所述第一辅助修正表中存储有多组与电池温度及荷电状态相对应的辅助电机修正系数；根据所述第一辅助电机修正系数和所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，修正所确定的目标初始电机修正系数。

进一步的，所述根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，修正所确定的目标初始电机修正系数包括：获取电机进水口温度；根据所获取的电机进水口温度查询第二辅助修正表以确定相应的第二辅助电机修正系数，其中所述第二辅助修正表中存储有多组相互对应的电机进水口温度与辅助电机修正系数；根据所述第二辅助电机修正系数和所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，修正所确定的目标初始电机修正系数。

相对于现有技术，本发明所述的电动汽车的电机系统效率修正方法具有以下优势：

本发明所述的电动汽车的电机系统效率修正方法中，通过最大可用功率知道需要进行功率补偿的目标电机转速，并进而结合电机系统效率台架表对其所对应的目标初始电机修正系数进行修正。由此，通过找准在电机工作过程中系数的修正时机，使得经修正的电机修正系数更贴合于实际车辆驾驶工况，提高电机系统效率的修正精确度。

本发明的另一目的在于提出一种电动汽车的电机系统效率修正装置，以至少解决目前相关技术中基于固化的电机加速度进行修正所导致的精度较低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车的电机系统效率修正装置，所述电动汽车的电机系统效率修正装置包括：可用功率确定单元，用于确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率；补偿转速确定单元，用于根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速；查询单元，用于用于根据所述目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中所述电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数；以及，系数修正单元，用于修正所确定的目标初始电机修正系数。

进一步的，所述系数修正单元还用于当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中所述最大可用功率出现最小值时所对应的第一电机转速时，降低所述第一电机转速所对应的目标初始电机修正系数。

进一步的，所述系数修正单元还用于当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中电机扭矩出现最大值时所对应的第二电机转速时，降低针对电机转速范围所对应的目标初始电机修正系数，其中所述电机转速范围包括从所述第一电机转速到所述第二电机转速。

所述电动汽车的电机系统效率修正装置与上述电动汽车的电机系统效率修正方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式所述的电动汽车的电机系统效率修正方法的流程图；

图2为本发明实施方式所述的电动汽车的电机系统效率修正方法在电机驱动过程中满功率输出的时序示意图；

图3为本发明实施方式所述的电动汽车的电机系统效率修正方法在滑行能量回收过程中的时序示意图；

图4为本发明实施方式所述的电动汽车的电机系统效率修正方法的原理流程图；

图5为本发明一实施例的电动汽车的电机系统效率修正装置的结构框图。

附图标记说明：

501 可用功率确定单元 502 补偿转速确定单元

503 查询单元 504 系数修正单元

50 电动汽车的电机系统效率修正装置

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

纯电动车通常采用合适算法和预留接口来实现对车载高压零部件间的功率请求进行分配，制定相应的策略及算法控制空调功率限值和电机功率限值，在保证车辆平稳、安全运行前提下，达到保护电池包、节省能量、提高续驶里程的效果。因此，针对电机系统效率的修正是非常重要的。

如图1所示，本发明一实施例的电动汽车的电机系统效率修正方法，包括：

S11、确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率。

关于本发明实施例方法的执行主体，其可以是各类控制器或处理器，例如其可以是车辆自带的一个或多个控制器或处理器(例如整车控制器或电机控制器)，通过对这些控制器或处理器进行在硬件或软件上的改进从而执行本发明实施例的电动汽车的电机系统效率修正方法；另外，也可以是为车辆配置专用于本发明实施例的电动汽车的电机系统效率修正方法的新的一个或多个处理器或控制器，且以上都属于本发明的保护范围内。

具体的，最大可用功率可以是通过以下方式来确定的：获取电动汽车的最大允许放电功率；确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的电池实际放电功率；根据最大允许放电功率和电池实际放电功率，确定最大可用功率。其中，电动汽车的最大允许放电功率可以是额定的，而电机实际放电功率可以是通过测试或实际测量而得到的，例如其可以是将电动汽车在当前工况下所有耗电器件的功率进行汇总(包括空调实际消耗功率和直流电源DCDC实际消耗功率等)。

S12、根据最大可用功率在电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速。

本发明实施例的电动汽车的电机系统效率修正方法，其可以是在电池功率限制扭矩小于电机外特性扭矩时使用。具体的，在低转速段主动减震模式(由转速主动减震切换至加速度主动减震)切换过程中存在电机扭矩突变引起的扭矩抖动，为消除电机扭矩抖动在高功率下使用转速滤波，在低功率下使用扭矩滤波。但是，无论使用哪种滤波方式，在驱动模式下由于电机实际转速高于滤波后的电机转速，所得功率限制下滤波后请求扭矩高于滤波前请求扭矩，随着滤波扭矩的不断调整，滤波后请求扭矩与滤波前请求扭矩逐渐接近，由扭矩反推的电机输出功率，在此过程呈现先上升后下降的趋势。因此，若电机系统效率修正使用时机不当，会导致驱动时整车功率过放或功率利用不充分，以及，能量回收时整车功率过充或功率回收不充分的问题。

需说明的是，由于在电机工作过程中浮动的电池实际放电功率，导致最大可用功率在电机工作过程中也是变化的，因此可以是最大可用功率过小时降低电机修正系数以增大在电池实际放电功率和最大放电功率之间的冗余，另外还可以是对在最大可用功率很充足时进行处理。

在本发明实施例中，通过最大可用功率在电机工作过程中的变化情况来确定需要进行功率补偿时所对应的电机转速的时机，并对这些电机转速点所对应的电机修正系数进行调整，能够提高电机系统效率的修正精确度。

S13、根据目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数。

其中，该电机系统效率台架表可以是由电机生产厂家所提供的，通过查询该电机转速便可以确定相应的待修正的初始电机修正系数。需说明的是，台架表中的初始电机修正系数只考虑到了电机转速或电机加速度，而其并没有考虑到车辆实际应用中的工况表现，并且电机加速度与驾驶员操作及路况有关，不能固化电机加速度，无法精确地适用于车辆实际应用工况。

S14、修正所确定的目标初始电机修正系数。

在一些实施方式中，其可以是当目标电机转速为在电机工作过程中最大可用功率出现最小值时所对应的第一电机转速时，降低第一电机转速所对应的目标初始电机修正系数。因此，通过电机最大可用功率和电机转速可有效消除电机尖峰功率和低谷功率，提高电机分配功率的精度。

更优选地，其还可以是当目标电机转速为在电机工作过程中电机扭矩出现最大值时所对应的第二电机转速时，降低针对电机转速范围所对应的目标初始电机修正系数，其中该电机转速范围包括从第一电机转速到第二电机转速。因此，通过范围区间调制以优化电机系统效率修正效果。

示例性地，电机工作过程包括电机驱动过程和/或滑行能量回收过程。如图2，其示出了电机驱动过程中满功率输出的时序示意图；以及，如图3，其示出了滑行能量回收过程中的时序示意图。

如图2所示，若使电机输出端功率在扭矩拐点后持续稳定，应对电机系统效率在不同转速段的电机修正系数进行修正。在t2时刻，整车从静止全油门起步达到满功率输出；在t3时刻，滤波后请求扭矩开始从最大值下降，该点为电机驱动扭矩拐点；在t4时刻，电池实际放电功率是最大值，滤波前、后请求扭矩，滤波后电机转速与电机实际转速之差均是最大值；t5时刻，电池实际放电功率趋于稳定，滤波前、后请求扭矩几乎一致。若提高扭矩拐点之后的电机输出功率，需增大扭矩拐点之后的电机修正效率；由于电池实际放电功率与电池最大允许放电功率冗余较小，电机扭矩有微小波动即可发生电池过放现象，故需增大此刻的预留值，降低t4时刻以及扭矩拐点t3时刻附近转速所对应的电机修正系数，提高冗余。

如图3所示，针对电机回收系统效率修正方法与电机驱动系统效率修正方法类似，提高电机回收扭矩拐点之前的电机系统效率，增大回收量。其中，整车从较高车速开始滑行，滑行到功率限制的t4时刻扭矩，此刻电池实际回收功率最大；t5时刻回收扭矩达到最大值为扭矩拐点，t5时刻以后回收扭矩受到踏板回收扭矩MAP的限制开始上升；在t4-t5时刻段，电池实际回收功率呈现上升趋势，表现为功率回收不充分；若在此时刻段回收功率持续稳定，需修正当前电机可回收功率对应的电机转速系数，同时降低t4时刻附近转速的修正系数，t5时刻以后转速系数不做限制，使电池实际回收功率与电池允许回收功率存在较为合理的冗余量。

在本发明实施例的优选实施方式中，还可以是加入电池温度、荷电状态SOC(StateOf Charge,荷电状态)和电机进水口温度作为修正电机系统的辅助参照条件。

具体的，在一些实施方式中，可以是获取电动汽车的电池温度及荷电状态，并根据所获取的电池温度及荷电状态查询第一辅助修正表以确定相应的第一辅助电机修正系数，其中该第一辅助修正表中存储有多组与电池温度及荷电状态相对应的辅助电机修正系数，并在之后根据第一辅助电机修正系数和最大可用功率在电机工作过程中的变化情况，修正针对所确定的目标初始电机修正系数的电机修正系数。其中，电池温度及SOC会对电机系统功率产生影响，但其也是对SOC驱动下、对高SOC能量回收下全转速段电机效率的整体偏移，因此还可以是在特定工况下进行关于第一辅助电机修正系数的补偿操作，例如可以是在电机工作过程中的荷电状态超过预设的荷电状态阈值时进行。

具体的，在一些实施方式中，还可以是获取电机进水口温度，并根据所获取的电机进水口温度查询第二辅助修正表以确定相应的第二辅助电机修正系数，其中第二辅助修正表中存储有多组相互对应的电机进水口温度与辅助电机修正系数；然后，根据第二辅助电机修正系数和最大可用功率在电机工作过程中的变化情况，修正针对所确定的目标初始电机修正系数的电机修正系数。其中，电机进水口温度会对电机系统功率产生影响，其主要是在温度过高或温度过低时所进行的最后一级修正，因此还可以是在特定工况下进行关于第二辅助电机修正系数的补偿操作，例如可以是在电机工作过程中的电机进水口温度大于预设的高温阈值或小于预设的低温阈值时进行。

在本发明实施例中，针对无电机母线电压对应下的电机转速效率，在功率分配上结合电机可用功率(驱动功率和能量回收功率)、电机实际转速，作为基础修正；电池温度、SOC，电机进水口温度作为边界条件降级修正，从而实现分级修正电机系统效率。

由于温度传感器精度、电池SOC精度存在偏差，电池包老化造成SOH(State OfHealth,蓄电池健康度)下降充放电功率衰减，导致BMS(Battery Management System,电池管理系统)放电回收功率偏差，电机效率执行系数发生偏移，从而电机修正效率发生变化，故电池温度SOC只能作为边界条件降级修正，不能作为基础修正系数。

在本发明实施例中，多级修正对电机系统效率的修正更加详细、精确，避免了因电池老化充放电功率衰减、SOC精度偏差所导致的电池允许充放电功率有偏差，电机效率修正系数不合理的情况。修正不同电机转速段的电机系统效率，在低放电功率下，提高电机扭矩拐点后的动力性；在能量回收过程中，提高电机扭矩拐点前的回收功率，提高续驶里程。

如图4所示，本发明一实施例的电动汽车的电机系统效率修正方法的原理流程，其中涉及到针对电机系统功率的多级修正过程。具体的，其一，电机系统效率台架数据由电机厂家提供，扭矩和转速对应下的电机修正系数；其二，电机可用功率由电池允许可用功率、附件功率以及高压回路线损功率求得，对不同转速段修正系数进行调整；其三，电池温度、SOC二维表也是对SOC驱动下、对高SOC能量回收下全转速段电机效率的整体偏移；其四，电机进水口温度主要是在高、低温的最后一级修正。

在本发明实施例中，通过电机系统效率修正控制策略，在整车驱动及能量回收过程中，采用电机可用功率与电机实际转速来实现对电机系统效率的修正，该方案对电机系统效率的修正更加精确，覆盖工况更加全面；在电机满功率输出下，通过修正的电机系统效率使电机驱动功率更加平稳，进而提高电机扭矩平顺性。在能量回收中，在保证不发生过充现象的前提下，提高能量回收功率，增加续驶里程的效果。并且，在电机驱动过程和滑行能量回收过程中，修正电机系统效率的参考信号所产生的对电池管理系统的有利影响，解决了驱动或能量回收时整车功率过放或功率利用不充分的问题。

如图5所示，本发明一实施例的电动汽车的电机系统效率修正装置50，包括：可用功率确定单元501，用于确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率；补偿转速确定单元502，用于根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速；查询单元503，用于用于根据所述目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中所述电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数；以及，系数修正单元504，用于修正所确定的目标初始电机修正系数。

在一些实施方式中，所述系数修正单元504还用于当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中所述最大可用功率出现最小值时所对应的第一电机转速时，降低所述第一电机转速所对应的目标初始电机修正系数。

在一些实施方式中，所述系数修正单元还504还用于当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中电机扭矩出现最大值时所对应的第二电机转速时，降低针对电机转速范围所对应的目标初始电机修正系数，其中所述电机转速范围包括从所述第一电机转速到所述第二电机转速。

关于本发明实施例的电动汽车的电机系统效率修正装置的更多的细节可以参照上文针对电动汽车的电机系统效率修正方法实施例的描述，并能够缺的与电动汽车的电机系统效率修正方法相同或相应的技术效果，故在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述电动汽车的电机系统效率修正方法包括：

确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率；

根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速；

根据所述目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中所述电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数；以及

修正所确定的目标初始电机修正系数。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率包括：

获取所述电动汽车的最大允许放电功率；

确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的电池实际放电功率；

根据所述最大允许放电功率和所述电池实际放电功率，确定所述最大可用功率。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述修正所确定的目标初始电机修正系数包括：

当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中所述最大可用功率出现最小值时所对应的第一电机转速时，降低所述第一电机转速所对应的目标初始电机修正系数。

4.根据权利要求3所述的电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述修正所确定的目标初始电机修正系数包括：

当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中电机扭矩出现最大值时所对应的第二电机转速时，降低针对电机转速范围所对应的目标初始电机修正系数，其中所述电机转速范围包括从所述第一电机转速到所述第二电机转速。

5.根据权利要求1所述的电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述电机工作过程包括电机驱动过程和/或滑行能量回收过程。

6.根据权利要求1所述的电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述修正所确定的目标初始电机修正系数包括：

获取所述电动汽车的电池温度及荷电状态；

根据所获取的电池温度及荷电状态查询第一辅助修正表以确定相应的第一辅助电机修正系数，其中所述第一辅助修正表中存储有多组与电池温度及荷电状态相对应的辅助电机修正系数；

根据所述第一辅助电机修正系数和所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，修正所确定的目标初始电机修正系数。

7.根据权利要求1所述的电动汽车的电机系统效率修正方法，其特征在于，所述根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，修正所确定的目标初始电机修正系数包括：

获取电机进水口温度；

根据所获取的电机进水口温度查询第二辅助修正表以确定相应的第二辅助电机修正系数，其中所述第二辅助修正表中存储有多组相互对应的电机进水口温度与辅助电机修正系数；

根据所述第二辅助电机修正系数和所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，修正所确定的目标初始电机修正系数。

8.一种电动汽车的电机系统效率修正装置，其特征在于，所述电动汽车的电机系统效率修正装置包括：

可用功率确定单元，用于确定在电动汽车的电机工作过程中电机系统的最大可用功率；

补偿转速确定单元，用于根据所述最大可用功率在所述电机工作过程中的变化情况，确定需要进行功率补偿时所对应的目标电机转速；

查询单元，用于用于根据所述目标电机转速查询电机系统效率台架表，以确定相应的目标初始电机修正系数，其中所述电机系统效率台架表存储有多组相互对应的电机转速与初始电机修正系数；以及

系数修正单元，用于修正所确定的目标初始电机修正系数。

9.根据权利要求8所述的电动汽车的电机系统效率修正装置，其特征在于，所述系数修正单元还用于当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中所述最大可用功率出现最小值时所对应的第一电机转速时，降低所述第一电机转速所对应的目标初始电机修正系数。

10.根据权利要求9所述的电动汽车的电机系统效率修正装置，其特征在于，所述系数修正单元还用于当所述目标电机转速为在所述电机工作过程中电机扭矩出现最大值时所对应的第二电机转速时，降低针对电机转速范围所对应的目标初始电机修正系数，其中所述电机转速范围包括从所述第一电机转速到所述第二电机转速。

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