CN111942169B - 新能源汽车及其驱动电机扭矩控制方法和控制装置 - Google Patents

新能源汽车及其驱动电机扭矩控制方法和控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新能源汽车及其驱动电机扭矩控制方法和控制装置。其中控制方法为，在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动驱动电机。该方法在动力电池输出电流不足以满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，启动发动机使ISG电机发电提供一定的电流，在保证动力电池安全性的情况下，还保证车辆的可靠扭矩输出，进一步提高整车的动力性能和驱动能力，而且还提升了整车的舒适性。

Description

新能源汽车及其驱动电机扭矩控制方法和控制装置
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车及其驱动电机扭矩控制方法和控制装置，属于新能源汽车技术领域。
背景技术
新能源汽车在电驱动模式下，动力电池为驱动电机提供工作电流，以使驱动电机输出相应的扭矩。动力电池有一个最大允许输出电流，即输出电流限值，正常情况下，动力电池的输出电流不能超过最大允许输出电流，如果不能有效控制动力电池的输出电流在输出电流限值以内，将会严重影响动力电池的性能，大幅度缩短动力电池的生命周期。而且，动力电池的输出电流与驱动电机的输出扭矩之间存在对应关系，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，此时为了保证扭矩输出，就需要增大动力电池的输出电流，当检测到动力电池的输出电流大于输出电流限值时，整车会相应中断或者大幅度限制驱动电机的需求扭矩输出，那么，动力电池的输出电流就大幅度限制，进而驱动电机的输出扭矩就大幅度降低。因此，虽然上述方式能够达到限制电流的目的，保证动力电池的安全，但是需要中断或者限制需求扭矩输出，严重牺牲了整车的动力性能和驱动能力，无法保证车辆的可靠扭矩输出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法，用以解决现有控制方法当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，无法保证车辆的可靠扭矩输出的问题，同时还提供一种新能源汽车的驱动电机扭矩控制装置，用以解决现有控制装置当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，无法保证车辆的可靠扭矩输出的问题，同时还提供一种新能源汽车，用以解决现有新能源汽车当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，无法保证车辆的可靠扭矩输出的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法，在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩。
有益效果是：该方法在动力电池输出电流不足以满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，启动发动机使ISG电机发电提供一定的电流，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和以达到驱动电机需求扭矩所需的电流，该方法避免因限制动力电池的输出电流而导致动力中断或者受限，在保证动力电池安全性的情况下，还保证车辆的可靠扭矩输出，进一步提高整车的动力性能和驱动能力，而且还提升了整车的舒适性。
进一步的，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流。
有益效果是：在动力电池和ISG电机共同提供电流都无法满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，控制动力电池输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流，保证动力电池以及ISG电机的安全，以提高整车的安全性。
进一步的，当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，控制驱动电机的需求扭矩等于驱动电机的最大允许输出扭矩。
有益效果是：驱动电机有最大允许输出扭矩，并不能无限增加驱动电机的输出扭矩，因此在驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，按照驱动电机的最大允许输出扭矩进行输出，保证驱动电机的安全。
进一步的，根据电流以及以下计算公式计算得到对应的扭矩：
Figure BDA0002061518540000021
其中，T为扭矩，单位为Nm；U为电压，单位为V；η为驱动电机的效率；n为驱动电机当前转速，单位为rpm；I为电流，单位为A。
有益效果是：该计算过程可以根据驱动电机当前转速和动力电池的输出电流准确、及时的得出驱动电机的扭矩输出。
另外，本发明还提出一种新能源汽车的驱动电机扭矩控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的处理过程包括：在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩。
有益效果是：该装置在动力电池输出电流不足以满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，启动发动机使ISG电机发电提供一定的电流，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和以达到驱动电机需求扭矩所需的电流，该方法避免因限制动力电池的输出电流而导致动力中断或者受限，在保证动力电池安全性的情况下，还保证车辆的可靠扭矩输出，进一步提高整车的动力性能和驱动能力，而且还提升了整车的舒适性。
进一步的，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流。
有益效果是：在动力电池和ISG电机共同提供电流都无法满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，控制动力电池输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流，保证动力电池以及ISG电机的安全，以提高整车的安全性。
进一步的，当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，控制驱动电机的需求扭矩等于驱动电机的最大允许输出扭矩。
有益效果是：驱动电机有最大允许输出扭矩，并不能无限增加驱动电机的输出扭矩，因此在驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，按照驱动电机的最大允许输出扭矩进行输出，保证驱动电机的安全。
另外，本发明还提供一种新能源汽车，包括发动机、ISG电机、驱动电机和动力电池，发动机的动力输出轴传动连接ISG电机，动力电池电连接ISG电机和驱动电机，驱动电机用于驱动汽车行驶，新能源汽车还包括一种驱动电机扭矩控制装置，驱动电机扭矩控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的处理过程包括：在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于所述动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩。
有益效果是：该新能源汽车在动力电池输出电流不足以满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，启动发动机使ISG电机发电提供一定的电流，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和以达到驱动电机需求扭矩所需的电流，该方法避免因限制动力电池的输出电流而导致动力中断或者受限，在保证动力电池安全性的情况下，还保证车辆的可靠扭矩输出，进一步提高整车的动力性能和驱动能力，而且还提升了整车的舒适性。
进一步的，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流。
有益效果是：在动力电池和ISG电机共同提供电流都无法满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，控制动力电池输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流，保证动力电池以及ISG电机的安全，以提高整车的安全性。
进一步的，当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，控制驱动电机的需求扭矩等于驱动电机的最大允许输出扭矩。
有益效果是：驱动电机有最大允许输出扭矩，并不能无限增加驱动电机的输出扭矩，因此在驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，按照驱动电机的最大允许输出扭矩进行输出，保证驱动电机的安全。
附图说明
图1为本发明新能源汽车驱动电机扭矩控制结构简图。
具体实施方式
新能源汽车实施例：
本实施例提出的新能源汽车如图1所示，包括发动机、ISG电机、驱动电机(即图1中的主驱动电机)和动力电池(即图1中的电池)，发动机的动力输出轴传动连接(即机械连接)ISG电机，动力电池电连接(即电气连接)ISG电机和驱动电机，驱动电机用于驱动汽车行驶。
该新能源汽车的主要构思在于，在动力电池输出电流不足以满足驱动电机需求扭矩所需电流的情况下，根据基尔霍夫电流定律，启动发动机使ISG电机发电提供一定的电流，以达到驱动电机需求扭矩所需的电流。
新能源汽车还包括一种驱动电机扭矩控制装置(以下简称控制装置)，该控制装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器在执行所述计算机程序时实现一种驱动电机扭矩控制方法。
驱动电机扭矩控制方法的具体过程是：
在电驱动模式下，控制装置获取驱动电机的需求扭矩，动力电池母线的电压(即A点的电压)，动力电池母线的电流限值，驱动电机的当前效率以及当前驱动电机的转速。A点的电压可以通过电压传感器获得，电流限值为动力电池的基本参数，当前驱动电机的转速也可以通过相应的传感器获得，驱动电机的效率可通过测功台架由试验手段得出的实验数据进行标定，也可以不考虑效率。根据能量守恒原理，通过以下公式可以得出动力电池母线的电流限值下对应的驱动电机输出扭矩：
Figure BDA0002061518540000051
其中，T为扭矩，单位为Nm；U为电压，单位为V；η为驱动电机的效率；n为驱动电机当前转速，单位为rpm；I为电流，单位为A。
当上述公式中的电流为动力电池母线的电流限值(即动力电池输出电流限值)时，此时的扭矩为动力电池输出电流限值对应的输出扭矩。
控制装置比较驱动电机的需求扭矩与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩值，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于动力电池输出电流限值的电流(在这里可以控制动力电池输出输出一个等于输出电流限值的输出电流值，也可以控制动力电池输出一个小于输出电流限值的输出电流值，当然控制动力电池输出一个小于输出电流限值的输出电流值的目的在于避免动力电池一直输出电流限值而影响动力电池的寿命，而且即使小于也不小太多，小太多的话会达不到驱动电机的需求扭矩)，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动驱动电机，使得汽车实现在需求扭矩下的行驶。此时，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩，增大扭矩输出，保证需求。作为一个具体实施方式，为了进一步保证需求，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩要等于驱动电机的需求扭矩。
当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，为了保证动力电池以及ISG电机的安全，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流。
当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，为了保证驱动电机的安全，控制驱动电机的需求扭矩等于驱动电机的最大允许输出扭矩。
该控制方法在保证动力电池安全性的情况下，还保证车辆的可靠扭矩输出，进一步提高整车的动力性能和驱动能力，而且还提升了整车的舒适性。
新能源汽车的驱动电机扭矩控制装置实施例：
本实施例提出的新能源汽车的驱动电机扭矩控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的处理过程包括：在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于所述动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动所述驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于所述与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩。
新能源汽车的驱动电机扭矩控制装置的具体处理过程在上述新能源汽车实施例中已经介绍，这里不做赘述。
新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法实施例：
本实施例提出的新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法，在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于所述动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动所述驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于所述与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩。
新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法的具体实施过程在上述新能源汽车实施例中已经介绍，这里不做赘述。

Claims (4)

1.一种新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法，其特征在于，在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于所述动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动所述驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于所述与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩；
当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流；
当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，控制所述驱动电机的需求扭矩等于所述驱动电机的最大允许输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车的驱动电机扭矩控制方法，其特征在于，根据电流以及以下计算公式计算得到对应的扭矩：
T*(n/9550)=U*I*η/1000
其中，T为扭矩，单位为Nm；U为电压，单位为V；η为驱动电机的效率；n为驱动电机当前转速，单位为rpm；I为电流，单位为A。
3.一种新能源汽车的驱动电机扭矩控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的处理过程包括：在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于所述动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动所述驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于所述与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩；
当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流；
当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，控制所述驱动电机的需求扭矩等于所述驱动电机的最大允许输出扭矩。
4.一种新能源汽车，包括发动机、ISG电机、驱动电机和动力电池，发动机的动力输出轴传动连接所述ISG电机，动力电池电连接所述ISG电机和驱动电机，驱动电机用于驱动汽车行驶，其特征在于，所述新能源汽车还包括一种驱动电机扭矩控制装置，所述驱动电机扭矩控制装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现的处理过程包括：在电驱动模式下，当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩时，控制动力电池输出一个小于或者等于所述动力电池输出电流限值的电流，并控制发动机带动ISG电机发电，ISG电机的输出电流输出给驱动电机，动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流共同驱动所述驱动电机，且动力电池输出的电流与ISG电机输出的电流之和对应的驱动电机的输出扭矩大于所述与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩；
当驱动电机的需求扭矩大于与动力电池输出电流限值对应的输出扭矩与ISG电机最大允许输出电流对应的输出扭矩之和时，控制动力电池输出的电流等于动力电池的输出电流限值，并控制ISG电机输出最大允许输出电流；
当驱动电机的需求扭矩大于驱动电机的最大允许输出扭矩时，控制所述驱动电机的需求扭矩等于所述驱动电机的最大允许输出扭矩。
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