CN112092639A - 一种双电机车辆的扭矩分配控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双电机车辆的扭矩分配控制方法及系统，控制方法包括：获取整车需求扭矩，将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担；当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩；当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机共同承担需求扭矩。该方法整车需求扭矩增大的过程中不会出现一个电机扭矩增大，另一个电机扭矩减小的现象，因此不会出现总扭矩波动而导致车辆抖动的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种双电机车辆的扭矩分配控制方法及系统，属于双电机纯电动车辆整车控制领域。
背景技术
目前纯电动车辆动力系统多采用单电机系统，单电机动力系统控制方式简单，但扭矩有限，为提高车辆的动力性，部分纯电动车辆动力系统逐渐采用双电机系统。例如申请公布号为CN 108749646 A的专利申请文件，该文件公开了一种双电机电动汽车驱动转矩分配方法，该方法根据车辆行驶工况和电机工作状态，以电机工作效率高、能耗低为目标对驱动转矩进行分配，该分配方式控制复杂，并且存在动力模式切换不平顺的问题。动力模式切换是否平顺以及扭矩分配是否合理直接影响整车的行驶平顺性和经济性，动力模式切换不平顺的主要原因是两个电机扭矩同时变化过程中，可能存在一个电机扭矩增大，另一个电机扭矩减小，由于电机扭矩下降速率与上升速率不同，因此总扭矩会出现先下降后上升的情况，不能持续增大或持续降低，因而导致总扭矩出现波动，引起车辆抖动，而上述对比文件中完全没有考虑总扭矩是否会波动的问题。此外，整车需求扭矩较大时，双电机扭矩分配如果不均衡，还将会导致一个电机出现过温情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种双电机车辆的扭矩分配控制方法，用以解决现有双电机车辆扭矩分配控制方法在扭矩分配过程中总扭矩波动导致车辆抖动的问题；此外，本发明还提供了一种双电机车辆的扭矩分配控制系统，用以解决现有双电机车辆扭矩分配控制系统在扭矩分配过程中总扭矩波动导致车辆抖动的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种双电机车辆的扭矩分配控制方法，该扭矩分配控制方法包括如下步骤：
1)获取整车需求扭矩，将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；主电机与辅电机的电机参数相同，电机参数包括电机额定转速、电机峰值转速、电机额定扭矩和电机峰值扭矩；
2)当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担；
3)当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩；
4)当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机共同承担需求扭矩，在承担的需求扭矩中主电机承担的需求扭矩大于主电机额定扭矩，辅电机承担的需求扭矩大于辅电机额定扭矩。
有益效果是：该控制方法在整车需求扭矩较低，主电机的额定扭矩足以满足整车需求扭矩的情况下，采用主电机驱动模式，避免直接采用双电机驱动导致电机效率低下，整车能耗上升；在整车需求扭矩较高，主电机额定扭矩无法满足整车需求扭矩的情况下，采用双电机驱动模式，并且在主电机驱动和双电机驱动的切换过程中主电机为额定扭矩，辅电机扭矩上升，并不会出现一个电机扭矩增大，另一个电机扭矩减小的现象，同时还避免主电机扭矩过大出现过温现象；在双电机的额定扭矩之和都无法满足整车需求扭矩的情况下，主电机、辅电机共同承担需求扭矩，而且主电机驱动扭矩在额定扭矩的基础上继续增大，辅电机驱动扭矩也在额定扭矩的基础上继续增大，也不会出现一个电机扭矩增大，另一个电机扭矩减小的现象，因此在整车需求扭矩增大/减小的过程中主电机和辅电机的扭矩时平稳增长/减小，不会出现总扭矩波动的情况，更不会出现车辆抖动的现象，保证驱动模式切换的平稳性。
进一步的，步骤4)中，当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机分别承担需求扭矩的一半。
有益效果是：主、辅电机各承担一半进一步的避免单一电机扭矩过大出现过温现象。
进一步的，主电机和辅电机为同轴结构。
有益效果是：主电机和辅电机同轴可以在双电机同时驱动车辆时，提高驱动的平稳性。
进一步的，主电机额定扭矩与主电机转速有关，辅电机额定扭矩与辅电机转速有关。
有益效果是：电机额定扭矩是随电机转速变化而变化的，因此确定电机额定扭矩时需要检测电机转速，以得到更加准确的电机额定扭矩。
进一步的，整车需求扭矩是通过电机转速和油门踏板开度查表获得。
有益效果是：该方式为常规的常规扭矩获取方式，简单可靠。
另外，本发明还提出一种双电机车辆的扭矩分配控制系统，该扭矩分配控制系统包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
1)获取整车需求扭矩，将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；主电机与辅电机的电机参数相同，电机参数包括电机额定转速、电机峰值转速、电机额定扭矩和电机峰值扭矩；
2)当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担；
3)当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩；
4)当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机共同承担需求扭矩，在承担的需求扭矩中主电机承担的需求扭矩大于主电机额定扭矩，辅电机承担的需求扭矩大于辅电机额定扭矩。
有益效果是：该控制系统在整车需求扭矩较低，主电机的额定扭矩足以满足整车需求扭矩的情况下，采用主电机驱动模式，避免直接采用双电机驱动导致电机效率低下，整车能耗上升；在整车需求扭矩较高，主电机额定扭矩无法满足整车需求扭矩的情况下，采用双电机驱动模式，并且在主电机驱动和双电机驱动的切换过程中主电机为额定扭矩，辅电机扭矩上升，并不会出现一个电机扭矩增大，另一个电机扭矩减小的现象，同时还避免主电机扭矩过大出现过温现象；在双电机的额定扭矩之和都无法满足整车需求扭矩的情况下，主电机、辅电机共同承担需求扭矩，而且主电机驱动扭矩在额定扭矩的基础上继续增大，辅电机驱动扭矩也在额定扭矩的基础上继续增大，也不会出现一个电机扭矩增大，另一个电机扭矩减小的现象，因此在整车需求扭矩增大/减小的过程中主电机和辅电机的扭矩时平稳增长/减小，不会出现总扭矩波动的情况，更不会出现车辆抖动的现象，保证驱动模式切换的平稳性。
进一步的，步骤4)中，当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机分别承担需求扭矩的一半。
有益效果是：主、辅电机各承担一半进一步的避免单一电机扭矩过大出现过温现象。
进一步的，主电机和辅电机为同轴结构。
有益效果是：主电机和辅电机同轴可以在双电机同时驱动车辆时，提高驱动的平稳性。
进一步的，主电机额定扭矩与主电机转速有关，辅电机额定扭矩与辅电机转速有关。
有益效果是：电机额定扭矩是随电机转速变化而变化的，因此确定电机额定扭矩时需要检测电机转速，以得到更加准确的电机额定扭矩。
进一步的，整车需求扭矩是通过电机转速和油门踏板开度查表获得。
有益效果是：该方式为常规的常规扭矩获取方式，简单可靠。
附图说明
图1为本发明双电机车辆的扭矩分配控制方法的流程图；
图2为本发明根据整车需求扭矩整车驱动模式切换示意图。
具体实施方式
双电机车辆的扭矩分配控制方法实施例：
本实施例提出的双电机车辆的扭矩分配控制方法是基于双电机的电动汽车，包括主电机、辅电机、整车控制器和电机控制器，整车控制器通过电机控制器控制主电机和辅电机的驱动扭矩。作为其他实施方式，也可以采用单独的控制器控制主电机和辅电机的驱动扭矩。主电机与辅电机的电机参数一致，电机参数主要指的是电机额定/峰值转速、电机额定/峰值扭矩、电机额定/峰值功率等。
本实施例中，为了在双电机同时驱动车辆时，提高驱动的平稳性，主电机和辅电机为同轴结构，作为其他实施方式，在保证驱动平稳性的情况下，主电机和辅电机也可以不同轴，但是主电机和辅电机的参数要保持一致。
双电机车辆的扭矩分配控制方法的具体过程如图1所示：
1)获取整车需求扭矩。
整车需求扭矩与电机转速以及油门踏板开度有关，制定整车需求扭矩、电机转速以及油门踏板开度的驱动Map表。由于车辆是双电机共同驱动的，因此这里的驱动Map表为双电机的驱动Map表，整车控制器可以通过电机当前的转速以及当前的油门踏板开度值通过查表即可获得当前的整车需求扭矩。电机的转速以及油门踏板开度的获取为现有技术，这里不做过多介绍。当然，本发明对整车需求扭矩的获取方式并不做限制，也可以通过计算等其他方式获取。
2)将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；如图2所示主电机额定扭矩与主电机转速有关，辅电机额定扭矩与辅电机转速有关，因此在确定额定扭矩时需要检测电机转速。
一般情况下，电机的工作扭矩应该低于电机的峰值扭矩，若电机的工作扭矩超出电机的峰值扭矩，电机损坏的几率大大增加，因此整车需求扭矩不会超出主电机和辅电机的峰值扭矩之和。
3)当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担，整车动力模式为第一模式(即图2中的模式1区域)。
在第一模式中，随着整车需求扭矩的增加主电机的驱动扭矩增加，随着整车需求扭矩的减小主电机的驱动扭矩减小。
4)当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩，整车动力模式为第二模式(即图2中的模式2区域)。
在第一模式向第二模式切换的过程中，主电机驱动扭矩保持不变，辅电机驱动扭矩增加。同理在第二模式向第一模式切换的过程中，主电机驱动扭矩保持不变，辅电机驱动扭矩减小。
5)当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机分别承需求扭矩的一半，整车动力模式为第三模式(即图2中的模式3区域)。当然，本步骤作为其他实施方式，在主、辅电机承担需求扭矩时可以不是各承担一半，可以主电机承担多些，辅电机承担少些，但是要保证主电机承担的需求扭矩大于主电机额定扭矩，辅电机承担的需求扭矩大于辅电机额定扭矩。
在第二模式向第三模式切换的过程中，主电机驱动扭矩从主电机额定扭矩增加至整车需求扭矩的一半，辅电机驱动扭矩从辅电机额定扭矩增加至整车需求扭矩的一半。同理，在第三模式向第二模式切换的过程中，主电机驱动扭矩从整车需求扭矩的一半减小至主电机额定扭矩，辅电机驱动扭矩从整车需求扭矩的一半减小至辅电机额定扭矩。
该控制方法在整车需求扭矩增大/减小的过程中主电机和辅电机的扭矩时平稳增长/减小，不会出现总扭矩波动的情况，更不会出现车辆抖动的现象，保证驱动模式切换的平稳性。
双电机车辆的扭矩分配控制系统实施例：
本实施例提出的双电机车辆的扭矩分配控制系统，该扭矩分配控制系统包括存储器和处理器，以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器与存储器相耦合，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
1)获取整车需求扭矩，将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；主电机与辅电机的电机参数相同，电机参数包括电机额定转速、电机峰值转速、电机额定扭矩和电机峰值扭矩；
2)当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担；
3)当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩；
4)当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机共同承担需求扭矩，在承担的需求扭矩中主电机承担的需求扭矩大于主电机额定扭矩，辅电机承担的需求扭矩大于辅电机额定扭矩。
双电机车辆的扭矩分配控制系统所实现的步骤的具体实施过程在上述双电机车辆的扭矩分配控制方法实施例中已经介绍，这里不做赘述。
Claims (10)
1.一种双电机车辆的扭矩分配控制方法，其特征在于，该扭矩分配控制方法包括以下步骤：
1)获取整车需求扭矩，将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；主电机与辅电机的电机参数相同，电机参数包括电机额定转速、电机峰值转速、电机额定扭矩和电机峰值扭矩；
2)当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担；
3)当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩；
4)当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机共同承担需求扭矩，在承担的需求扭矩中主电机承担的需求扭矩大于主电机额定扭矩，辅电机承担的需求扭矩大于辅电机额定扭矩。
2.根据权利要求1所述的双电机车辆的扭矩分配控制方法，其特征在于，步骤4)中，当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机分别承担需求扭矩的一半。
3.根据权利要求1所述的双电机车辆的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述的主电机和辅电机为同轴结构。
4.根据权利要求1所述的双电机车辆的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述主电机额定扭矩与主电机转速有关，辅电机额定扭矩与辅电机转速有关。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的双电机车辆的扭矩分配控制方法，其特征在于，所述整车需求扭矩是通过电机转速和油门踏板开度查表获得。
6.一种双电机车辆的扭矩分配控制系统，其特征在于，该扭矩分配控制系统包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
1)获取整车需求扭矩，将整车需求扭矩与主电机额定扭矩、主电机和辅电机的总额定扭矩进行比较；主电机与辅电机的电机参数相同，电机参数包括电机额定转速、电机峰值转速、电机额定扭矩和电机峰值扭矩；
2)当整车需求扭矩低于主电机额定扭矩时，控制车辆采用主电机驱动模式，控制整车需求扭矩全部由主电机承担；
3)当整车需求扭矩大于主电机额定扭矩小于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主电机维持主电机额定扭矩工作，控制辅电机承担剩余需求扭矩；
4)当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机共同承担需求扭矩，在承担的需求扭矩中主电机承担的需求扭矩大于主电机额定扭矩，辅电机承担的需求扭矩大于辅电机额定扭矩。
7.根据权利要求6所述的双电机车辆的扭矩分配控制系统，其特征在于，步骤4)中，当整车需求扭矩大于主电机和辅电机的总额定扭矩时，控制主、辅电机分别承担需求扭矩的一半。
8.根据权利要求6所述的双电机车辆的扭矩分配控制系统，其特征在于，所述的主电机和辅电机为同轴结构。
9.根据权利要求6所述的双电机车辆的扭矩分配控制系统，其特征在于，所述主电机额定扭矩与主电机转速有关，辅电机额定扭矩与辅电机转速有关。
10.根据权利要求6或7或8或9所述的双电机车辆的扭矩分配控制系统，其特征在于，所述整车需求扭矩是通过电机转速和油门踏板开度查表获得。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201218 |
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