CN112606706A - 一种电机系统的平均效率优化方法以及装置 - Google Patents

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CN112606706A CN202011522972.9A CN202011522972A CN112606706A CN 112606706 A CN112606706 A CN 112606706A CN 202011522972 A CN202011522972 A CN 202011522972A CN 112606706 A CN112606706 A CN 112606706A
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赵征澜
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Abstract

本发明公开了一种电机系统的平均效率优化方法以及装置，该方法包括：查找每个工况点的第一效率；根据每个工况点的第一效率以及每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；获取第一能量分布；将第一优化区间中的每个工况点的效率，在第一效率的基础上进行优化，并测量多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；计算第二平均效率；在第二平均效率与第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值。这样，无需改变电机系统的工作模式也能提升电机系统的平均效率，进而达到提升续驶里程的目的。

Description

一种电机系统的平均效率优化方法以及装置
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电机系统的平均效率优化方法以及装置。
背景技术
随着科技的发展和技术的进步，新能源汽车越来越被人们重视。新能源汽车中，纯电动汽车占比较大，消费者在选购纯电动汽车时对于车辆续驶里程最为关注。因此，如何提升纯电动汽车的续驶里程成为关注的焦点。
现有技术中，为了提升续驶里程，需要控制电动汽车的电机工作在不同的电机扭矩下，计算不同电机扭矩下电动汽车的动力系统的综合效率，进而根据综合效率确定电动汽车的电机到底应工作在电动模式还是发电模式。确定了工作模式之后，需要使电动汽车的电机工作在所确定的工作模式之下，才能降低电动汽车行驶过程中的能量损耗，提升电机系统的效率，达到提升续驶里程的目的。也即现有技术中，需要改变电机的工作模式才能提升电机系统的效率，在原有工作模式下无法提升该工作模式下的电机系统的效率。
发明内容
本申请提供了一种电机系统的平均效率优化方法以及装置，以解决现有技术中，需要改变电机的工作模式才能提升电机系统的效率，在原有工作模式下无法提升该工作模式下的电机系统的效率的问题。
第一方面，本发明提供了一种电机系统的平均效率优化方法，包括：
根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；
根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；
利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；
将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；
根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；
在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。
可选的，在所述根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率的步骤之前，所述方法还包括：
将所述多个工况点中加速度大于或者等于第二阈值的工况点划分为电动工况点；
将所述多个工况点中加速度小于或者等于第三阈值，且车速大于或者等于第四阈值的工况点划分为发电工况点，其中，所述第二阈值大于所述第三阈值。
可选的，所述利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布，包括：
在所述工况点为所述电动工况点的情况下，利用每个电动工况点的第一功率，计算所述每个电动工况点的电动输出能量；
计算所述多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内电动输出能量与多个电动工况点的总电动输出能量的比值，所获得的多个比值形成所述第一能量分布，其中，所述每个转速扭矩区间内电动输出能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的电动工况点的电动输出能量之和。
可选的，所述利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布，包括：
在所述工况点为所述发电工况点的情况下，利用每个发电工况点的第一功率，计算所述每个发电工况点的发电输入能量；
计算所述多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内发电输入能量与多个发电工况点的总发电输入能量的比值，所获得的多个比值形成所述第一能量分布，其中，所述每个转速扭矩区间内发电输入能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的发电工况点的发电输入能量之和。
可选的，所述第一优化区间为所述多个转速扭矩区间中对应的比值大于或者等于第五阈值的转速扭矩区间。
可选的，所述根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率，包括：
在所述工况点为所述电动工况点的情况下，所述第一平均效率为电动平均效率，通过以下公式计算所述电动平均效率：
η电动_平均＝E总输出_电动/E总输入_电动
E总输出_电动＝E输出_电动_1+E输出_电动_2+…E输出_电动_n
E总输入_电动＝E输入_电动_1+E输入_电动_2+…E输入_电动_n
E输入_电动_n＝E输出_电动_n/η电动_n
E输出_电动_n＝P电动_n*dt
P电动_n＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600*η传动
其中，η电动_n为第n个电动工况点的第一效率，P电动_n为第n个电动工况点的第一功率，η电动_平均为所述电动平均效率，E输出_电动_n为第n个电动工况点的电动输出能量，E输入_电动_n为第n个电动工况点的电动输入能量，E总输出_电动为n个电动工况点的总电动输出能量，E总输入_电动为n个电动工况点的总电动输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第n个电动工况点的车速，δ为转动惯量系数，n为正整数。
可选的，所述根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率，包括：
在所述工况点为所述发电工况点的情况下，所述第一平均效率为发电平均效率，通过以下公式计算所述发电平均效率：
η发电_平均＝E总输出_发电/E总输入_发电
E总输出_发电＝E输出_发电_1+E输出_发电_2+…E输出_发电_e
E总输入_发电＝E输入_发电_1+E输入_发电_2+…E输入_发电_e
E输出_发电_e＝E输入_发电_e*η发电_e
E输入_发电_e＝P发电_e*dt
P发电_e＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600/η传动
其中，η发电_e为第e个发电工况点的第一效率，P发电_e为第e个发电工况点的第一功率，η发电_平均为所述发电平均效率，E输出_发电_e为第e个发电工况点的发电输出能量，E输入_发电_e为第e个发电工况点的发电输入能量，E总输出_发电为e个发电工况点的总发电输出能量，E总输入_发电为e个发电工况点的总发电输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第e个发电工况点的车速，δ为转动惯量系数，e为正整数。
第二方面，本发明提供了一种电机系统的平均效率优化装置，包括：
查找模块，用于根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；
第一计算模块，用于根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；
获取模块，用于利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；
第一优化模块，用于将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；
第二计算模块，用于根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；
第二优化模块，用于在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，以实现第一方面所述的电机系统的平均效率优化方法。
第四方面，本发明提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，当电机系统的平均效率优化装置的至少一个处理器执行所述计算机程序时，电机系统的平均效率优化装置执行第一方面所述的电机系统的平均效率优化方法。
由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种电机系统的平均效率优化方法以及装置，根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。这样，可以在第二平均效率与第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值。即无需改变电机系统的工作模式也能提升电机系统的平均效率，进而达到提升续驶里程的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电机系统的平均效率优化方法的流程图；
图2为本发明提供的一种利用插值程序在电机效率实测数据表中查找每个工况点的第一效率的示意图；
图3为本发明提供的一种多个转速扭矩区间的示意图；
图4为本发明提供的一种电动能耗能量分布的示意图；
图5为本发明提供的另一种多个转速扭矩区间的示意图；
图6为本发明提供的一种发电能量分布的示意图；
图7为本发明提供的一种电机系统的平均效率优化装置的结构图；
图8为本发明提供的一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，图1是本发明提供的一种电机系统的平均效率优化方法的流程图。如图1所示，包括以下步骤：
步骤101、根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配。
在步骤101中，本申请的电机系统的平均效率优化方法可以适用于不同工况，例如新欧洲驾驶周期(New European Driving Cycle，NEDC)工况、全球统一轻型车辆试验循环(Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle，WLTC)工况、中国轻型汽车试验循环(ChinaLight-duty vehicle Test Cycly，CLTC)工况等等，下面以NEDC工况为例进行具体说明。
可以先导入NEDC工况下所有工况点的车速u和加速度a，在导入之前需要对NEDC工况进行离散化。离散的基本原则是：区间足够小，同一区间系统状态基本保持不变。本实施例在对NEDC行驶工况进行离散时，可以选择将工况总时长分为1179个区间，以“时间+车速+加速度”的组合形式，得到1180个工况点。其中，第n个工况点的加速度由如下公式计算得出：an＝(un+1-un)/dt(n＝1,2,3…1180)。
因为NEDC工况下存在电动模式和发电模式，所以可以将NEDC工况下所有工况点分为电动工况点和发电工况点。
可选的，在所述根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率的步骤之前，所述方法还包括：
将所述多个工况点中加速度大于或者等于第二阈值的工况点划分为电动工况点；
将所述多个工况点中加速度小于或者等于第三阈值，且车速大于或者等于第四阈值的工况点划分为发电工况点，其中，所述第二阈值大于所述第三阈值。
可以将多个工况点中加速度大于或者等于第二阈值的工况点划分为电动工况点，该第二阈值可以为0。还可以将多个工况点中加速度小于或者等于第三阈值，且车速大于或者等于第四阈值的工况点划分为发电工况点，其中，第二阈值大于第三阈值。第三阈值可以为-0.15g，第四阈值可以为10km/h。这样，可以剔除掉不满足要求的工况点。本实施例将1180个工况点中不满足要求的工况点剔除掉后，可以得到160个发电工况点和995个电动工况点。
可以根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找每个工况点的第一效率。其中，电机效率实测数据表中的第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应。每个工况点的转速与第一转速相匹配，且每个工况点的扭矩与第一扭矩相匹配。
如图2所示，为一种利用插值程序在电机效率实测数据表中查找每个工况点的第一效率的示意图。在图2中，可以将每个工况点的转速和扭矩与电机效率实测数据表中的转速和扭矩进行比对，在某个工况点的转速与电机效率实测数据表中的第一转速相匹配，且该工况点的扭矩与电机效率实测数据表中的第一扭矩相匹配的情况下，则可以将电机效率实测数据表中与第一转速以及第一扭矩一一对应的第一效率，作为该工况点的效率。这样，可以利用插值程序在电机效率实测数据表中查找每个工况点的第一效率，数据处理效率更高。
步骤102、根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率。
在步骤102中，可以根据每个工况点的第一效率以及每个工况点的第一功率，计算第一平均效率。
可选的，所述根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率，包括：
在所述工况点为所述电动工况点的情况下，所述第一平均效率为电动平均效率，通过以下公式计算所述电动平均效率：
η电动_平均＝E总输出_电动/E总输入_电动
E总输出_电动＝E输出_电动_1+E输出_电动_2+…E输出_电动_n
E总输入_电动＝E输入_电动_1+E输入_电动_2+…E输入_电动_n
E输入_电动_n＝E输出_电动_n/η电动_n
E输出_电动_n＝P电动_n*dt
P电动_n＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600*η传动
其中，η电动_n为第n个电动工况点的第一效率，P电动_n为第n个电动工况点的第一功率，η电动_平均为所述电动平均效率，E输出_电动_n为第n个电动工况点的电动输出能量，E输入_电动_n为第n个电动工况点的电动输入能量，E总输出_电动为n个电动工况点的总电动输出能量，E总输入_电动为n个电动工况点的总电动输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第n个电动工况点的车速，δ为转动惯量系数，n为正整数。
例如，在工况点为电动工况点的情况下，第一平均效率为电动平均效率，可以通过以下公式计算电动平均效率：
η电动_平均＝E总输出_电动/E总输入_电动
E总输出_电动＝E输出_电动_1+E输出_电动_2+…E输出_电动_n
E总输入_电动＝E输入_电动_1+E输入_电动_2+…E输入_电动_n
E输入_电动_n＝E输出_电动_n/η电动_n
E输出_电动_n＝P电动_n*dt
P电动_n＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600*η传动
其中，η电动_n为第n个电动工况点的第一效率，P电动_n为第n个电动工况点的第一功率，η电动_平均为电动平均效率，E输出_电动_n为第n个电动工况点的电动输出能量，E输入_电动_n为第n个电动工况点的电动输入能量，E总输出_电动为n个电动工况点的总电动输出能量，E总输入_电动为n个电动工况点的总电动输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第n个电动工况点的车速，δ为转动惯量系数，n为正整数。如前所述，n可以为995。
可选的，所述根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率，包括：
在所述工况点为所述发电工况点的情况下，所述第一平均效率为发电平均效率，通过以下公式计算所述发电平均效率：
η发电_平均＝E总输出_发电/E总输入_发电
E总输出_发电＝E输出_发电_1+E输出_发电_2+…E输出_发电_e
E总输入_发电＝E输入_发电_1+E输入_发电_2+…E输入_发电_e
E输出_发电_e＝E输入_发电_e*η发电_e
E输入_发电_e＝P发电_e*dt
P发电_e＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600/η传动
其中，η发电_e为第e个发电工况点的第一效率，P发电_e为第e个发电工况点的第一功率，η发电_平均为所述发电平均效率，E输出_发电_e为第e个发电工况点的发电输出能量，E输入_发电_e为第e个发电工况点的发电输入能量，E总输出_发电为e个发电工况点的总发电输出能量，E总输入_发电为e个发电工况点的总发电输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第e个发电工况点的车速，δ为转动惯量系数，e为正整数。
或者，在工况点为发电工况点的情况下，第一平均效率为发电平均效率，可以通过以下公式计算发电平均效率：
η发电_平均＝E总输出_发电/E总输入_发电
E总输出_发电＝E输出_发电_1+E输出_发电_2+…E输出_发电_e
E总输入_发电＝E输入_发电_1+E输入_发电_2+…E输入_发电_e
E输出_发电_e＝E输入_发电_e*η发电_e
E输入_发电_e＝P发电_e*dt
P发电_e＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600/η传动
其中，η发电_e为第e个发电工况点的第一效率，P发电_e为第e个发电工况点的第一功率，η发电_平均为发电平均效率，E输出_发电_e为第e个发电工况点的发电输出能量，E输入_发电_e为第e个发电工况点的发电输入能量，E总输出_发电为e个发电工况点的总发电输出能量，E总输入_发电为e个发电工况点的总发电输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第e个发电工况点的车速，δ为转动惯量系数，e为正整数。如前所述，e可以为160。
步骤103、利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布。
在步骤103中，可以利用每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布。
例如，在工况点为电动工况点的情况下，第一能量分布可以为电动能耗能量分布。可以根据电动能耗能量分布，确定NEDC工况下在哪些转速扭矩区间车辆消耗的能量较多。如图3所示，为一种多个转速扭矩区间的示意图。在图3中，显示了20个转速区间，分别为0-500、500-1000、……、9500-10000。还显示了7个扭矩区间，分别为0-10、10-20、20-30、30-40、40-50、50-60以及60-70。
可选的，所述利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布，包括：
在所述工况点为所述电动工况点的情况下，利用每个电动工况点的第一功率，计算所述每个电动工况点的电动输出能量；
计算所述多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内电动输出能量与多个电动工况点的总电动输出能量的比值，所获得的多个比值形成所述第一能量分布，其中，所述每个转速扭矩区间内电动输出能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的电动工况点的电动输出能量之和。
在工况点为电动工况点的情况下，可以利用每个电动工况点的第一功率P电动_n，计算每个电动工况点的电动输出能量E输出_电动_n。然后，可以计算多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内电动输出能量与多个电动工况点的总电动输出能量E总输出_电动的比值，所获得的多个比值形成第一能量分布，即电动能耗能量分布。其中，每个转速扭矩区间内电动输出能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的电动工况点的电动输出能量之和。例如，如图3所示，对于转速为5500-6000，且扭矩为10-20的转速扭矩区间，假设转速和扭矩在该转速扭矩区间内的电动工况点一共有121个，则该转速为5500-6000，且扭矩为10-20的转速扭矩区间内电动输出能量为121个电动工况点的电动输出能量之和。上述多个电动工况点的总电动输出能量E总输出_电动即为995个电动工况点的电动输出能量之和。
计算出多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内电动输出能量与多个电动工况点的总电动输出能量E总输出_电动的比值之后，所获得的多个比值即形成第一能量分布，即电动能耗能量分布。如图4所示，为一种电动能耗能量分布的示意图。在图4中，显示了20个转速区间，分别为0-500、500-1000、……、9500-10000。还显示了7个扭矩区间，分别为0-10、10-20、20-30、30-40、40-50、50-60以及60-70。
或者，在工况点为发电工况点的情况下，第一能量分布可以为发电能量分布。可以根据发电能量分布，确定NEDC工况下在哪些转速扭矩区间车辆的发电能量较多。如图5所示，为另一种多个转速扭矩区间的示意图。在图5中，显示了20个转速区间，分别为0-500、500-1000、……、9500-10000。还显示了11个扭矩区间，分别为0～--10、-10～-20、-20～-30、-30～-40、-40～-50、-50～-60、-60～-70、-70～-80、-80～-90、-90～-100、-100～-110。
可选的，所述利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布，包括：
在所述工况点为所述发电工况点的情况下，利用每个发电工况点的第一功率，计算所述每个发电工况点的发电输入能量；
计算所述多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内发电输入能量与多个发电工况点的总发电输入能量的比值，所获得的多个比值形成所述第一能量分布，其中，所述每个转速扭矩区间内发电输入能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的发电工况点的发电输入能量之和。
在工况点为发电工况点的情况下，可以利用每个发电工况点的第一功率P发电_e，计算每个发电工况点的发电输入能量E输入_发电_e。然后，可以计算多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内发电输入能量与多个发电工况点的总发电输入能量E总输入_发电的比值，所获得的多个比值形成第一能量分布，即发电能量分布。其中，每个转速扭矩区间内发电输入能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的发电工况点的发电输入能量之和。例如，如图5所示，对于转速为4000-4500，且扭矩为-20～30的转速扭矩区间，假设转速和扭矩在该转速扭矩区间内的发电工况点一共有28个，则该转速为4000-4500，且扭矩为-20～-30的转速扭矩区间内发电输入能量为28个发电工况点的发电输入能量之和。上述多个发电工况点的总发电输入能量E总输入_发电即为160个发电工况点的发电输入能量之和。
计算多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内发电输入能量与多个发电工况点的总发电输入能量E总输入_发电的比值之后，所获得的多个比值即形成第一能量分布，即发电能量分布。如图6所示，为一种发电能量分布的示意图。在图6中，显示了20个转速区间，分别为0-500、500-1000、……、9500-10000。还显示了11个扭矩区间，分别为0～--10、-10～-20、-20～-30、-30～-40、-40～-50、-50～-60、-60～-70、-70～-80、-80～-90、-90～-100、-100～-110。
步骤104、将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率。
在步骤104中，可以将第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在第一效率的基础上进行优化，并测量多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率。即得出电动能耗能量分布或者发电能量分布之后，即可明确电机效率优化区间。
可选的，所述第一优化区间为所述多个转速扭矩区间中对应的比值大于或者等于第五阈值的转速扭矩区间。
例如，在工况点为电动工况点的情况下，上述第一优化区间可以为多个转速扭矩区间中对应的比值大于或者等于第五阈值的转速扭矩区间。例如，通过电动能耗能量分布可以看出转速为5500-6000且扭矩为10-20时，该转速扭矩区间内电动输出能量与多个电动工况点的总电动输出能量E总输出_电动的比值为13.024％，即该转速扭矩区间的能耗占比为13.024％，在电动能耗能量分布所包含的多个比值中最高。说明此转速扭矩区间的能耗占比较大，可以将该转速为5500-6000且扭矩为10-20的转速扭矩区间确定为第一优化区间，并针对该第一优化区间中每个电动工况点的效率进行优化。
需要说明的是，针对第一优化区间中每个工况点的效率进行优化时，可以设定优化之后要达到的效率值。但是实际上第一优化区间中某些工况点的效率的上限值低于设定值，即第一优化区间中某些工况点的效率可能达不到所设定的效率值。或者，针对第一优化区间中每个工况点的效率进行优化之后，该第一优化区间中每个工况点的效率得到了提升，同时可能会导致其他转速扭矩区间中某些工况点的效率出现下降的情况。因此，将第一优化区间中的每个工况点的效率，在第一效率的基础上进行优化之后，还需要重新测量多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率，即还需要重新测量1180个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率。
步骤105、根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率。
在步骤105中，可以根据每个工况点的第二效率以及每个工况点的第一功率，计算第二平均效率。需要说明的是，在计算第二平均效率时，与之前计算第一平均效率时的计算过程类似，在此不再赘述。
步骤106、在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。
在步骤106中，在第二平均效率与第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，可以继续对第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值。
在电机系统的平均效率提升不明显的情况下，可以增加效率优化区间。例如，如前所述，得出电动能耗能量分布之后，可以看出转速为5500-6000且扭矩为10-20的转速扭矩区间的能耗占比较大，可以将该转速为5500-6000且扭矩为10-20的转速扭矩区间确定为第一优化区间，并针对该第一优化区间中每个电动工况点的效率进行优化。如果针对该第一优化区间中每个电动工况点的效率进行优化之后所获得的第二平均效率与第一平均效率相比，没有提升、或者提升不明显的情况下，可以根据电动能耗能量分布选择能耗占比较高的多个转速扭矩区间，并将选择的多个转速扭矩区间均确定为优化区间，对每个优化区间中的电动工况点的效率进行优化。例如，如图4所示，可以看出转速为5500-6000且扭矩为10-20的转速扭矩区间的能耗占比为13.02497％，能耗占比排在第一位；转速为8000-8500且扭矩为10-20的转速扭矩区间的能耗占比为8.492701％，能耗占比排在第二位；转速为4000-4500且扭矩为0-10的转速扭矩区间的能耗占比为8.410009％，能耗占比排在第三位。因此，可以将转速为5500-6000且扭矩为10-20的转速扭矩区间、转速为8000-8500且扭矩为10-20的转速扭矩区间以及转速为4000-4500且扭矩为0-10的转速扭矩区间均确定为优化区间，并对每个优化区间中的电动工况点的效率进行优化。在效率优化之后需要再次计算电机系统的平均效率。如此循环迭代，直至经过效率优化后获得的电机系统的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值，即直至电机系统的平均效率得到明显提升为止。
需要说明的是，现有技术中，需要改变电机的工作模式才能提升电机系统的效率，在原有工作模式下无法提升该工作模式下的电机系统的效率。
而在本申请中，可以在第二平均效率与第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值。即无需改变电机系统的工作模式也能提升电机系统的平均效率，进而达到提升续驶里程的目的。
由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种电机系统的平均效率优化方法，根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。这样，可以在第二平均效率与第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值。即无需改变电机系统的工作模式也能提升电机系统的平均效率，进而达到提升续驶里程的目的。
参见图7，图7是本发明提供的一种电机系统的平均效率优化装置的结构图。如图7所示，电机系统的平均效率优化装置700包括查找模块701、第一计算模块702、获取模块703、第一优化模块704、第二计算模块705和第二优化模块706，其中：
查找模块701，用于根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；
第一计算模块702，用于根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；
获取模块703，用于利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；
第一优化模块704，用于将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；
第二计算模块705，用于根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；
第二优化模块706，用于在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。
电机系统的平均效率优化装置700能够实现图1的方法实施例中电机系统的平均效率优化装置实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。且电机系统的平均效率优化装置700可以实现在第二平均效率与第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与第一平均效率的差值大于或者等于第一阈值。即无需改变电机系统的工作模式也能提升电机系统的平均效率，进而达到提升续驶里程的目的。
图8为本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。如图8所示，该电子设备，包括：
存储器801，用于存储程序指令；
处理器802，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，以实现上述实施例中所述电机系统的平均效率优化方法。具体可以参见前述实施例中的相关描述。
本实施例中，处理器802和存储器801可通过总线或其他方式连接。处理器可以是通用处理器，例如中央处理器、数字信号处理器、专用集成电路，或者被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，包括：所述可读存储介质中存储有计算机程序，当电机系统的平均效率优化装置的至少一个处理器执行所述计算机程序时，电机系统的平均效率优化装置执行上述实施例中所述的电机系统的平均效率优化方法。
所述的可读存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于电机系统的平均效率优化装置、电子设备及可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种电机系统的平均效率优化方法，其特征在于，包括：
根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；
根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；
利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；
将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；
根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；
在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率的步骤之前，所述方法还包括：
将所述多个工况点中加速度大于或者等于第二阈值的工况点划分为电动工况点；
将所述多个工况点中加速度小于或者等于第三阈值，且车速大于或者等于第四阈值的工况点划分为发电工况点，其中，所述第二阈值大于所述第三阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布，包括：
在所述工况点为所述电动工况点的情况下，利用每个电动工况点的第一功率，计算所述每个电动工况点的电动输出能量；
计算所述多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内电动输出能量与多个电动工况点的总电动输出能量的比值，所获得的多个比值形成所述第一能量分布，其中，所述每个转速扭矩区间内电动输出能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的电动工况点的电动输出能量之和。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布，包括：
在所述工况点为所述发电工况点的情况下，利用每个发电工况点的第一功率，计算所述每个发电工况点的发电输入能量；
计算所述多个转速扭矩区间中，每个转速扭矩区间内发电输入能量与多个发电工况点的总发电输入能量的比值，所获得的多个比值形成所述第一能量分布，其中，所述每个转速扭矩区间内发电输入能量为转速和扭矩在该转速扭矩区间内的发电工况点的发电输入能量之和。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一优化区间为所述多个转速扭矩区间中对应的比值大于或者等于第五阈值的转速扭矩区间。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率，包括：
在所述工况点为所述电动工况点的情况下，所述第一平均效率为电动平均效率，通过以下公式计算所述电动平均效率：
η电动_平均＝E总输出_电动/E总输入_电动
E总输出_电动＝E输出_电动_1+E输出_电动_2+…E输出_电动_n
E总输入_电动＝E输入_电动_1+E输入_电动_2+…E输入_电动_n
E输入_电动_n＝E输出_电动_n/η电动_n
E输出_电动_n＝P电动_n*dt
P电动_n＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600*η传动
其中，η电动_n为第n个电动工况点的第一效率，P电动_n为第n个电动工况点的第一功率，η电动_平均为所述电动平均效率，E输出_电动_n为第n个电动工况点的电动输出能量，E输入_电动_n为第n个电动工况点的电动输入能量，E总输出_电动为n个电动工况点的总电动输出能量，E总输入_电动为n个电动工况点的总电动输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第n个电动工况点的车速，δ为转动惯量系数，n为正整数。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率，包括：
在所述工况点为所述发电工况点的情况下，所述第一平均效率为发电平均效率，通过以下公式计算所述发电平均效率：
η发电_平均＝E总输出_发电/E总输入_发电
E总输出_发电＝E输出_发电_1+E输出_发电_2+…E输出_发电_e
E总输入_发电＝E输入_发电_1+E输入_发电_2+…E输入_发电_e
E输出_发电_e＝E输入_发电_e*η发电_e
E输入_发电_e＝P发电_e*dt
P发电_e＝(mg*f*cosα+mg*fsinα+Cd*A*u2/21.15+δm*du/dt)*u/3600/η传动
其中，η发电_e为第e个发电工况点的第一效率，P发电_e为第e个发电工况点的第一功率，η发电_平均为所述发电平均效率，E输出_发电_e为第e个发电工况点的发电输出能量，E输入_发电_e为第e个发电工况点的发电输入能量，E总输出_发电为e个发电工况点的总发电输出能量，E总输入_发电为e个发电工况点的总发电输入能量，m为车辆满载质量，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，Cd为风阻系数，A为车辆迎风面积，η传动为电机输出端到车轮之间的传动效率，u为第e个发电工况点的车速，δ为转动惯量系数，e为正整数。
8.一种电机系统的平均效率优化装置，其特征在于，包括：
查找模块，用于根据多个工况点中每个工况点的转速和扭矩，利用插值程序在电机效率实测数据表中查找所述每个工况点的第一效率，其中，所述第一效率、第一转速和第一扭矩一一对应，所述每个工况点的转速与所述第一转速相匹配，且所述每个工况点的扭矩与所述第一扭矩相匹配；
第一计算模块，用于根据所述每个工况点的第一效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第一平均效率；
获取模块，用于利用所述每个工况点的第一功率以及预先划分出的多个转速扭矩区间，获取第一能量分布；
第一优化模块，用于将所述第一能量分布所包含的多个转速扭矩区间中的第一优化区间中的每个工况点的效率，在所述第一效率的基础上进行优化，并测量所述多个工况点中每个工况点经过优化后的第二效率；
第二计算模块，用于根据所述每个工况点的第二效率以及所述每个工况点的第一功率，计算第二平均效率；
第二优化模块，用于在所述第二平均效率与所述第一平均效率的差值小于第一阈值的情况下，继续对所述第一平均效率进行优化，直至经过优化后获得的目标平均效率与所述第一平均效率的差值大于或者等于所述第一阈值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，以实现权利要求1～7任一项所述的电机系统的平均效率优化方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，当电机系统的平均效率优化装置的至少一个处理器执行所述计算机程序时，电机系统的平均效率优化装置执行权利要求1～7任一项所述的电机系统的平均效率优化方法。
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