CN113400953B - 一种双电机转矩分配方法及双电机系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双电机转矩分配方法及双电机系统，双电机系统包括两个相互独立的单电机系统，该方法包括：获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；根据该对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并以此确定双电机系统在不同转速下的最大转矩；对双电机系统的最大转矩进行网格化处理，得到双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗；根据该转矩分配组合及对应的总功率损耗，确定双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗所对应的转矩分配组合，作为双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合，以此进行双电机系统的转矩分配。本申请基于双电机系统的最低功率损耗进行转矩分配，提高了系统效率。

Description

一种双电机转矩分配方法及双电机系统

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种双电机转矩分配方法及双电机系统。

背景技术

随着世界各地环境恶化和能源危机问题的日益加重，环境和能源问题成为制约全球经济发展的重要因素，节能、环保的新能源汽车成为全球各大车企重点研发方向，用以缓解能源压力、降低环境污染。

在各种车型电动化的大趋势下，双定子电机或者前后轴双电机驱动的结构模式也日益增多，相对于单电机驱动的电动汽车，具有动力性强，结构分布均衡的优点，通过合理的控制策略，可优化系统效率。

现有的双电机动力匹配方法有按照效率实时检测效率最优的转矩分配方法，但这种方法运算量过大，控制器负载率过高，不能满足当前技术要求。还有一些方法是按照上层控制系统的转矩需求对双电机进行比例分配，这种方法虽然简单，但是效率不一定达到最优。

发明内容

本申请实施例提供了一种双电机转矩分配方法及双电机系统，以优化双电机系统的转矩分配，提高系统效率。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种双电机系统的转矩分配方法，其中，所述双电机系统包括两个相互独立的单电机系统，所述方法包括：

获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；

根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定所述双电机系统在不同转速下的最大转矩；

对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗；

根据所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗，确定所述双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗所对应的转矩分配组合，作为所述双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合；

根据所述双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配。

可选地，所述获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系包括：

对各单电机系统分别进行台架测试；

根据台架测试结果分别确定各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；

所述根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定所述双电机系统在不同转速下的最大转矩包括：

按照预设转速间隔和第一预设转矩间隔，分别对各电机系统的转速和转矩进行网格化处理，得到各电机系统的转速-转矩二维矩阵表；

根据各电机系统的转速-转矩二维矩阵表，确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩；

将各单电机系统在不同转速下的最大转矩分别求和，得到所述双电机系统在不同转速下的最大转矩。

可选地，所述对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗包括：

按照第二预设转矩间隔，对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统的转速-最大转矩一维矩阵表；

根据所述双电机系统的转速-最大转矩一维矩阵表，将不同转速下对应的最大转矩按照预设分配比例分配给各单机系统，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合；

确定各单机系统在不同转速下分配到的转矩所对应的功率损耗，并将各单机系统在不同转速下分配到的转矩所对应的功率损耗求和，作为所述所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合所对应的总功率损耗。

可选地，在根据所述最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配之后，所述方法还包括：

获取所述双电机系统在不同转速下的机械功率；

根据所述双电机系统在不同转速下的机械功率，以及在不同转速下的转矩分配组合所对应的总功率损耗，确定所述双电机系统在不同转速下的双电机系统效率。

可选地，所述双电机系统包括第一电机和第二电机，所述方法还包括：

在所述双电机系统采用第一拖拽模式的情况下，通过台架测试获取所述第一电机在不同转速下的拖拽转矩，以及在所述双电机系统采用第二拖拽模式的情况下，通过台架测试获取所述第二电机在不同转速下的拖拽转矩；

将所述第一电机在不同转速下的拖拽转矩加到所述第二电机在不同转速下的转矩上，得到所述第二电机在不同转速下的新的转矩，以及将所述第二电机在不同转速下的拖拽转矩加到所述第一电机在不同转速下的转矩上，得到所述第一电机在不同转速下的新的转矩；

确定所述第二电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗，以及确定所述第一电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第二拖拽模式下的功率损耗；

确定所述第一电机在不同转速下的额外损耗，并将所述第一电机在不同转速下的额外损耗分别加到所述双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗上，得到所述双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗，以及确定所述第二电机在不同转速下的额外损耗，并将所述第二电机在不同转速下的额外损耗分别加到所述双电机系统在第二拖拽模式下的功率损耗上，得到所述双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗；

根据所述双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗，确定所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，以及根据所述双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗，确定所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗。

可选地，所述双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗为所述双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，在得到所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，以及所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗之后，所述方法还包括：

根据所述双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在正常模式下的双电机系统最高效率；

根据所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在第一拖拽模式下的双电机系统最高效率；

根据所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在第二拖拽模式下的双电机系统最高效率；

将所述双电机系统在正常模式下的双电机系统最高效率、在第一拖拽模式下的双电机系统最高效率以及在第二拖拽模式下的双电机系统最高效率进行比较，以根据比较结果确定所述双电机系统的最优控制模式。

可选地，所述双电机系统包括第一电机和第二电机，所述方法还包括：

获取所述第一电机的当前温度、当前转速和当前转矩；

在所述第一电机的当前温度达到降功率温度值的情况下，获取转矩分配效率表，其中所述转矩分配效率表中用于记录不同的转矩分配组合与双电机系统效率的对应关系；

根据所述转矩分配效率表，降低所述第一电机的当前转矩，得到所述第一电机的调整后转矩；

根据所述第一电机的调整后转矩以及所述第二电机在当前转速下的最大转矩，确定所述第二电机的调整后转矩。

可选地，所述根据所述第一电机的降转矩以及所述第二电机在当前转速下的最大转矩，确定所述第二电机的调整后转矩包括：

计算所述双电机系统在当前转速下的最大转矩与所述第一电机的调整后转矩的差值；

若所述差值大于所述第二电机在当前转速下的最大转矩，则将第二电机在当前转速下的最大转矩作为所述第二电机的调整后转矩；

若所述差值不大于所述第二电机在当前转速下的最大转矩，则将所述差值作为所述第二电机的调整后转矩。

可选地，所述方法还包括：

接收上层控制系统对双电机系统的转矩分配请求；

根据所述双电机的转矩分配请求确定双电机的转矩分配策略，其中所述转矩分配策略包括最优转矩分配组合和最优控制模式；

根据所述双电机的转矩分配策略对所述双电机分配转矩。

第二方面，本申请实施例还提供一种双电机系统，其中，所述双电机系统包括第一单电机系统和第二单电机系统，所述第一单电机系统包括第一电机和与所述第一电机连接的第一控制器，所述第二单电机系统包括第二电机和与所述第二电机连接的第二控制器，所述第一控制器用于实现前述之任一所述方法。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请实施例的双电机系统的转矩分配方法，先获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；然后根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定双电机系统在不同转速下的最大转矩；之后对双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗；再根据双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗，确定双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗所对应的转矩分配组合，作为双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合；最后根据双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配。本申请实施例的双电机系统的转矩分配方法基于双电机系统的最低功率损耗进行转矩分配，提高了系统效率。此外，将两个单电机系统作为集成的独立系统，对上层控制系统的要求较低，系统替换性强，控制简单。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种双电机系统的转矩分配效率的流程示意图；

图2为本申请实施例中一种单电机系统1的效率MAP示意图；

图3为本申请实施例中一种单电机系统2的效率MAP示意图；

图4为本申请实施例中一种双电机系统的效率MAP示意图；

图5为本申请实施例中一种双电机系统增加拖拽模式后的效率MAP示意图；

图6为本申请实施例中一种双电机系统的控制模式示意图；

图7为本申请实施例中一种转矩分配效率分布的示意图；

图8为本申请实施例中一种转矩降额系数与电机温度的对应关系示意图；

图9为本申请实施例中一种双电机系统的架构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

现有的双电机系统的转矩分配方案至少存在如下问题：

1)在双电机系统的控制器中实时计算最高效率的方案，运算量大，控制器负载高，对控制系统要求较高；

2)按照比例分配的方法虽然简单，但是系统效率较低；

3)转矩匹配依赖上层系统，不能做到独立控制，对上层控制系统要求较高，可替换性差；

4)只考虑了效率最优，没有提出电机降低功率运行等情况下的转矩分配策略。

基于此，本申请实施例提供了一种双电机系统的转矩分配方法，本申请实施例的双电机系统包括两个相互独立的单电机系统，如图1所示，提供了本申请实施例中一种双电机系统的转矩分配效率的流程示意图，所述方法包括至少包括如下的步骤S110至步骤S150：

步骤S110，获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；

步骤S120，根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定所述双电机系统在不同转速下的最大转矩；

步骤S130，对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗；

步骤S140，根据所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗，确定所述双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗所对应的转矩分配组合，作为所述双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合；

步骤S150，根据所述双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配。

本申请实施例的双电机系统的转矩分配方法基于双电机系统的最低功率损耗进行转矩分配，提高了系统效率。此外，将两个单电机系统作为集成的独立系统，对上层控制系统的要求较低，系统替换性强，控制简单。

在本申请的一个实施例中，所述获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系包括：对各单电机系统分别进行台架测试；根据台架测试结果分别确定各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；所述根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定所述双电机系统在不同转速下的最大转矩包括：按照预设转速间隔和第一预设转矩间隔，分别对各电机系统的转速和转矩进行网格化处理，得到各电机系统的转速-转矩二维矩阵表；根据各电机系统的转速-转矩二维矩阵表，确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩；将各单电机系统在不同转速下的最大转矩分别求和，得到所述双电机系统在不同转速下的最大转矩。

针对上述步骤S110，本申请实施例在获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系时，首先对各单电机系统分别进行了台架测试，台架测试一般是指电机完成设计后，需要进行电机进行标定，标定出电机性能和相应参数，经测试后方能投入使用。本申请实施例中通过对各单电机系统分别进行台架测试，可以得到单电机系统在不同转速下所对应的转矩和功率损耗，即得到各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系。需要说明的是，这里的单电机系统的功率损耗包括单电机系统中的控制器和电机本体构成的整个系统的功率损耗。

针对上述步骤S120，本申请实施例在得到各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系后，可以将两个单电机系统进行统一坐标化的网格划分，这里可以分别按照同等转速间隔对转速进行划分，按照同等转矩间隔对转矩进行划分。例如，将1000rpm(revolutions per minute，转速)按照同等转速间隔100rpm划分为0,100,200,300,……，1000rpm，将100Nm(转矩)按照同等转矩间隔10Nm划分为0,10,20,……,100Nm，从而可以得到各单电机系统在不同转速下所对应的转矩，由此得到各电机系统的转速-转矩二维矩阵表。

然后根据各电机系统的转速-转矩二维矩阵表，可以确定出各单电机系统在每个转速点对应的最大转矩，该最大转矩表征了各单电机系统在该转速点下的最大输出能力。之后可以将每个单电机系统在不同转速下的最大转矩进行求和，从而可以得到整个双电机系统在不同转速下的最大转矩，例如，当转速为800rpm时，单电机系统1的最大转矩为100Nm，单电机系统2的最大转矩为50Nm，那么可以得到整个双电机系统在800rpm时的最大转矩为150Nm。

在本申请的一个实施例中，所述对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗包括：按照第二预设转矩间隔，对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统的转速-最大转矩一维矩阵表；根据所述双电机系统的转速-最大转矩一维矩阵表，将不同转速下对应的最大转矩按照预设分配比例分配给各单机系统，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合；确定各单机系统在不同转速下分配到的转矩所对应的功率损耗，并将各单机系统在不同转速下分配到的转矩所对应的功率损耗求和，作为所述所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合所对应的总功率损耗。

针对上述步骤S130，在得到双电机系统在不同转速下的最大转矩后，可以对双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，具体地，可以按照一定转矩间隔即第二预设转矩间隔划分每个转速点对应的转矩，并将该转矩按照一定转矩间隔分别分配给两个单电机系统，使两个单电机系统分配到的转矩之和为双电机系统在该转速点对应的转矩。

例如，将1000rpm划分为0,10,20……1000Nm，将其中100Nm按照同等间隔划分为0,10,20……100Nm后依次分配给单电机系统1，与之对应的，将100,90,80……0Nm依次分配给单电机系统2，从而可以得到双电机系统在不同转速下的多个转矩分配组合{0,100},{10,90},……,{100,0}。

在得到双电机系统在不同转速下的多个转矩分配组合后，利用上述实施例中获取到的各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系，可以确定出两个单电机系统在每一个转矩分配组合中分配到的转矩所对应的功率损耗，将两个单电机系统的功率损耗相加即可得到整个双电机系统的总功率损耗。

例如，对于转矩分配组合{10,90}，通过查询各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系，确定出单电机系统1的转矩10Nm对应的功率损耗为2kW，单电机系统2在转矩90Nm对应的功率损耗为5kW，那么可以得到整个双电机系统的总功率损耗为7kW。

在本申请的一个实施例中，在根据所述最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配之后，所述方法还包括：获取所述双电机系统在不同转速下的机械功率；根据所述双电机系统在不同转速下的机械功率，以及在不同转速下的转矩分配组合所对应的总功率损耗，确定所述双电机系统在不同转速下的双电机系统效率。

通过上述实施例可以得到双电机系统在不同转速下的转矩分配组合对应的总功率损耗，基于此，本申请实施例可以进一步计算出双电机系统在不同转速下的效率，具体可以采用如下公式来计算：

Eff＝Pm/(Pm+Ploss1+Ploss2)，(1)

式(1)中，Eff为某一转速下的双电机系统效率，Pm为该转速下的机械功率，Ploss1为单电机系统1的功率损耗，Ploss2为单电机系统2的功率损耗。

基于上式(1)，可以得到双电机系统在不同转速下的转矩分配组合对应的双电机系统效率，如图2所示，提供了本申请实施例中一种单电机系统1的效率MAP示意图，如图3所示，提供了本申请实施例中一种单电机系统2的效率MAP示意图，如图4所示，提供了本申请实施例中一种双电机系统的效率MAP示意图。

在本申请的一个实施例中，所述双电机系统包括第一电机和第二电机，所述方法还包括：在所述双电机系统采用第一拖拽模式的情况下，通过台架测试获取所述第一电机在不同转速下的拖拽转矩，以及在所述双电机系统采用第二拖拽模式的情况下，通过台架测试获取所述第二电机在不同转速下的拖拽转矩；将所述第一电机在不同转速下的拖拽转矩加到所述第二电机在不同转速下的转矩上，得到所述第二电机在不同转速下的新的转矩，以及将所述第二电机在不同转速下的拖拽转矩加到所述第一电机在不同转速下的转矩上，得到所述第一电机在不同转速下的新的转矩；确定所述第二电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗，以及确定所述第一电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第二拖拽模式下的功率损耗；确定所述第一电机在不同转速下的额外损耗，并将所述第一电机在不同转速下的额外损耗分别加到所述双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗上，得到所述双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗，以及确定所述第二电机在不同转速下的额外损耗，并将所述第二电机在不同转速下的额外损耗分别加到所述双电机系统在第二拖拽模式下的功率损耗上，得到所述双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗；根据所述双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗，确定所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，以及根据所述双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗，确定所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗。

上述实施例主要针对双电机系统中的两个单电机系统均工作即正常模式的情形，而在某些工况下，将其中一个单电机系统的电机作为负载使用，可能会进一步提高系统效率。基于此，本申请实施例提供了另外一种双电机系统的控制模式，即拖拽模式，拖拽模式是指整个双电机系统中仅有一个单电机系统的控制器开启使能，而另一个单电机系统的控制器关闭使能，通过开启使能的电机的拖拽来带动另一个关闭使能的电机实现空转，即作为负载使用。

对于双电机系统来说，本申请实施例的拖拽模式具体可以包括第一拖拽模式和第二拖拽模式，第一拖拽模式是指单电机系统1关闭使能，单电机系统2开启使能，第二拖拽模式是指单电机系统1开启使能，单电机系统2关闭使能。

以第一拖拽模式为例，在第一拖拽模式下进行双电机系统的转矩分配时，单电机系统1关闭使能，单电机系统2开启使能，可以先通过台架测试获取不同转速下的单电机系统1中的第一电机的拖拽转矩，即第一电机能够被第二电机带动所需要的转矩大小，然后将第一电机在不同转速下的拖拽转矩增加到第二电机在相应转速下的转矩上，得到第二电机在不同转速下的新的转矩，该新的转矩表征了双电机系统在增加拖拽模式的情况下所需要提供的转矩大小。

在得到第二电机在不同转速下的新的转矩之后，可以对新的转矩进行插值处理，得到第二电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗。此外，在一些特殊工况下，当第一电机处于高速运转时，为了在第一拖拽模式下进行转矩分配，还会产生一些其他的损耗，如弱磁控制的损耗，该损耗也需要增加到上述双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗上，从而得到双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗。

利用相同方法可以得到双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗，最后根据双电机系统在第一拖拽模式下的不同转速对应的总功率损耗，可以确定出双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，根据双电机系统在第二拖拽模式下的不同转速对应的总功率损耗，可以确定出双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗。

在本申请的一个实施例中，所述双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗为所述双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，在得到所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，以及所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗之后，所述方法还包括：根据所述双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在正常模式下的双电机系统最高效率；根据所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在第一拖拽模式下的双电机系统最高效率；根据所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在第二拖拽模式下的双电机系统最高效率；将所述双电机系统在正常模式下的双电机系统最高效率、在第一拖拽模式下的双电机系统最高效率以及在第二拖拽模式下的双电机系统最高效率进行比较，以根据比较结果确定所述双电机系统的最优控制模式。

通过上述实施例可以得到双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，以及在第一拖拽模式下的最低总功率损耗和在第二拖拽模式下的最低总功率损耗，为了进一步确定出最优的控制模式，可以对这三种控制模式在不同转速下的最低总功率损耗进行比较，从而确定出不同转速下的最优控制模式。

当然还可以基于上述实施例中效率计算公式，分别计算出双电机系统在正常模式下的最高效率，以及在第一拖拽模式下的最高效率和在第二拖拽模式下的的最高效率，将三者进行比较，从而确定出双电机系统在不同转速下的最优控制模式。

如图5所示，提供了本申请实施例中一种双电机系统增加拖拽模式后的效率MAP示意图，如图6所示，提供了本申请实施例中一种双电机系统的控制模式示意图。

在本申请的一个实施例中，所述双电机系统包括第一电机和第二电机，所述方法还包括：获取所述第一电机的当前温度、当前转速和当前转矩；在所述第一电机的当前温度达到降功率温度值的情况下，获取转矩分配效率表，其中所述转矩分配效率表中用于记录不同的转矩分配组合与双电机系统效率的对应关系；根据所述转矩分配效率表，降低所述第一电机的当前转矩，得到所述第一电机的调整后转矩；根据所述第一电机的调整后转矩以及所述第二电机在当前转速下的最大转矩，确定所述第二电机的调整后转矩。

现有技术中的转矩分配方案主要针对效率最优进行设计，没有考虑到两个电机的自身状态对于转矩分配策略的影响。基于此，本申请实施例进一步检测了两个电机的自身状态来进行转矩调整，比如电机的温度，从而综合考虑双电机系统运行的经济性和动力性。

具体地，本申请实施例可以实时监测或者每隔一段时间监测两个电机的当前温度，这里以第一电机为例，在监测到第一电机的当前温度后，还可以同时获取到第一电机的当前转速和当前转矩，将第一电机的当前温度与该第一电机的降功率温度值进行比较，这里的降功率温度值可看作是一个温度临界值，达到该温度值，说明电机此时温度较高，需要降低功率损耗来避免电机发生损坏。

因此如果第一电机的当前温度达到了降功率温度值，说明需要降低第一电机的功率损耗，这里可以先获取转矩分配效率表，该转矩分配效率表中会记录不同的转矩分配组合与双电机系统效率的对应关系，具体可以表示为图7的形式，即本申请实施例中一种转矩分配效率分布的示意图。

从图7中可以看出，某一点的转矩分配效率最高，在某个电机降低功率时左右移动分配转矩，既能够保证动力性又保证效率。例如，当最大转速为2000rpm,最大转矩为200Nm时，效率最大点为分配第一电机的转矩120Nm，分配第二电机的转矩80Nm，当第一电机的当前温度达到降功率温度值时，需要降低分配给第一电机的转矩，得到第一电机的调整后转矩，而同时由于第一电机和第二电机在同一转速点下的转矩总和恒定，因此需要相应增大第二电机的转矩，在增大第二电机的转矩时，还需要考虑第二电机在该转速下所能承受的最大转矩，从而确定最终的第二电机的调整后转矩。

在本申请的一个实施例中，所述根据所述第一电机的降转矩以及所述第二电机在当前转速下的最大转矩，确定所述第二电机的调整后转矩包括：计算所述双电机系统在当前转速下的最大转矩与所述第一电机的调整后转矩的差值；若所述差值大于所述第二电机在当前转速下的最大转矩，则将第二电机在当前转速下的最大转矩作为所述第二电机的调整后转矩；若所述差值不大于所述第二电机在当前转速下的最大转矩，则将所述差值作为所述第二电机的调整后转矩。

在确定第二电机的调整后转矩时，可以按照如下方式来确定：

TorqueCmd＝TorqueMotor1Cmd+TorqueMotor2Cmd，(2)

TorqueMotor1Cmd_New＝TorqueMotor1Cmd*Motor1Percentage，(3)

如果第二电机输出能力未超过最大值，则可以得到：

TorqueMotor2Cmd_New＝TorqueCmd-TorqueMotor1Cmd_New，(4)

如果第二电机输出能力超过当前最大能力值，则可以得到：

TorqueMotor2Cmd_New＝TorqueMotor2Cmd_Max，(5)

TorqueCmd_New＝TorqueMotor1Cmd_New+TorqueMotor2Cmd_New，(6)

上式中，TorqueCmd为双电机系统在当前转速下的需求转矩值，TorqueMotor1Cmd为当前转速和最大转矩下第一电机的最优分配需求转矩，TorqueMotor2Cmd为当前转速和最大转矩下第二电机的最优分配需求转矩；TorqueMotor1Cmd_New为当前转速和最大转矩下第一电机降低功率后分配到的新的转矩即第一电机的调整后转矩，TorqueMotor2Cmd_New为当前转速和最大转矩下第二电机分配到的新的转矩即第二电机的调整后转矩；TorqueMotor2Cmd_Max为当前转速和最大转矩下第二电机能够输出的最大转矩，Motor1Percentage为第一电机的转矩降额系数。

如图8所示，提供了本申请实施例中一种转矩降额系数与电机温度的对应关系示意图，在电机温度达到降功率温度值之前，转矩降额系数为100％，当电机温度达到降功率温度值之后，转矩降额系数随着电机温度的升高而减小。

上述方式同样适用于第二电机降低功率的情况，在此不作赘述。

在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：接收上层控制系统对双电机系统的转矩分配请求；根据所述双电机的转矩分配请求确定双电机的转矩分配策略，其中所述转矩分配策略包括最优转矩分配组合和最优控制模式；根据所述双电机的转矩分配策略对所述双电机分配转矩。

在实际工况场景下，本申请实施例的双电机系统可以接收上层控制系统的指令进行转矩分配，具体地，可以先接收上层控制系统对双电机系统的转矩分配请求，这里的转矩分配请求可以包括需求转矩值等信息，然后根据转矩分配请求确定采取的转矩分配策略，包括采取的最优转矩分配组合和最优控制模式等，最后根据最优转矩分配组合和最优控制模式实现对双电机系统中各单电机的转矩分配和控制。

需要说明的是，上述实施例对于双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合的确定可以是离线完成的，在后续接收到上层控制系统的转矩分配指令后，可以根据离线处理的结果直接确定出该情况下的最优转矩分配组合，不需要控制器再实时计算，降低了控制器的运算量和负载，提高了系统整体效率。

本申请实施例还提供了一种双电机系统，如图9所示，提供了本申请实施例中一种双电机系统的架构示意图，所述双电机系统包括第一单电机系统和第二单电机系统，所述第一单电机系统包括第一电机和与所述第一电机连接的第一控制器，所述第二单电机系统包括第二电机和与所述第二电机连接的第二控制器，所述第一控制器用于实现前述之任一所述方法。

本申请实施例可以将双电机系统中的第一单电机系统中的控制器作为主控制器MCU1，MCU1通过CAN通信接收上层控制系统的需求转矩等指令，然后按照转矩分配策略包括最优转矩分配组合和最优控制模式等对第一单电机系统中的第一电机Motor1进行转矩分配和控制，并通过CAN通信向另一个单电机系统中的第二电机Motor2分配转矩。

上述双电机系统例如可以是前后驱动双桥电机，一方面MCU1可以按照最优转矩分配组合和最优控制模式将分配好的转矩和控制模式通过CAN传递给第二单电机系统中的控制器MCU2，另一方面也可以按照上层控制系统的前后桥扭矩限制进行重新分配，比如打滑情况下的前后桥扭矩限制等。

当然，需要说明的是，本申请实施例的转矩分配方法除了可以适用于双电机系统如前后驱动双桥电机系统，还可以适用于单电机系统如双定子电机系统，如果是双定子电机系统，可以直接按照双定子电机系统中的控制器的控制策略进行转矩分配即可。

能够理解，上述双电机系统，能够实现前述实施例中提供的双电机转矩分配方法的各个步骤，关于双电机转矩分配方法的相关阐释均适用于双电机系统，此处不再赘述。

综上，本申请的双电机系统的转矩分配方法至少达到了如下技术效果：

1)基于最低功率损耗进行转矩分配，可提供给每个单电机系统在效率最优情况下的转矩和控制模式；

2)离线匹配转矩，控制器实现简单；

3)将两个单电机系统作为集成的独立系统，对上层控制系统要求较低，系统替换性强，控制简单；

4)针对降低功率等工况进一步优化了转矩分配策略，既能够保证双电机系统的经济性又能够保证动力性。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种双电机系统的转矩分配方法，其中，所述双电机系统包括两个相互独立的单电机系统，所述方法包括：

获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；

根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定所述双电机系统在不同转速下的最大转矩；

对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗；

根据所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗，确定所述双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗所对应的转矩分配组合，作为所述双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合；

根据所述双电机系统在不同转速下的最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配；

所述双电机系统包括第一电机和第二电机，所述方法还包括：

在所述双电机系统采用第一拖拽模式的情况下，通过台架测试获取所述第一电机在不同转速下的拖拽转矩，以及在所述双电机系统采用第二拖拽模式的情况下，通过台架测试获取所述第二电机在不同转速下的拖拽转矩；

将所述第一电机在不同转速下的拖拽转矩加到所述第二电机在不同转速下的转矩上，得到所述第二电机在不同转速下的新的转矩，以及将所述第二电机在不同转速下的拖拽转矩加到所述第一电机在不同转速下的转矩上，得到所述第一电机在不同转速下的新的转矩；

确定所述第二电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗，以及确定所述第一电机在不同转速下的新的转矩所对应的功率损耗，作为双电机系统在第二拖拽模式下的功率损耗；

确定所述第一电机在不同转速下的额外损耗，并将所述第一电机在不同转速下的额外损耗分别加到所述双电机系统在第一拖拽模式下的功率损耗上，得到所述双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗，以及确定所述第二电机在不同转速下的额外损耗，并将所述第二电机在不同转速下的额外损耗分别加到所述双电机系统在第二拖拽模式下的功率损耗上，得到所述双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗；

根据所述双电机系统在第一拖拽模式下的总功率损耗，确定所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，以及根据所述双电机系统在第二拖拽模式下的总功率损耗，确定所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗。

2.如权利要求1所述方法，其中，所述获取各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系包括：

对各单电机系统分别进行台架测试；

根据台架测试结果分别确定各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系；

所述根据各单电机系统的转速、转矩和功率损耗之间的对应关系确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩，并根据各单电机系统在不同转速下的最大转矩确定所述双电机系统在不同转速下的最大转矩包括：

按照预设转速间隔和第一预设转矩间隔，分别对各电机系统的转速和转矩进行网格化处理，得到各电机系统的转速-转矩二维矩阵表；

根据各电机系统的转速-转矩二维矩阵表，确定各单电机系统在不同转速下的最大转矩；

将各单电机系统在不同转速下的最大转矩分别求和，得到所述双电机系统在不同转速下的最大转矩。

3.如权利要求1所述方法，其中，所述对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合及对应的总功率损耗包括：

按照第二预设转矩间隔，对所述双电机系统在不同转速下的最大转矩进行网格化处理，得到所述双电机系统的转速-最大转矩一维矩阵表；

根据所述双电机系统的转速-最大转矩一维矩阵表，将不同转速下对应的最大转矩按照预设分配比例分配给各单机系统，得到所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合；

确定各单机系统在不同转速下分配到的转矩所对应的功率损耗，并将各单机系统在不同转速下分配到的转矩所对应的功率损耗求和，作为所述双电机系统在不同转速下的转矩分配组合所对应的总功率损耗。

4.如权利要求1所述方法，其中，在根据所述最优转矩分配组合进行双电机系统的转矩分配之后，所述方法还包括：

获取所述双电机系统在不同转速下的机械功率；

根据所述双电机系统在不同转速下的机械功率，以及在不同转速下的转矩分配组合所对应的总功率损耗，确定所述双电机系统在不同转速下的双电机系统效率。

5.如权利要求1所述方法，其中，所述双电机系统在不同转速下的最低总功率损耗为所述双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，在得到所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，以及所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗之后，所述方法还包括：

根据所述双电机系统在正常模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在正常模式下的双电机系统最高效率；

根据所述双电机系统在第一拖拽模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在第一拖拽模式下的双电机系统最高效率；

根据所述双电机系统在第二拖拽模式下的最低总功率损耗，确定所述双电机系统在第二拖拽模式下的双电机系统最高效率；

将所述双电机系统在正常模式下的双电机系统最高效率、在第一拖拽模式下的双电机系统最高效率以及在第二拖拽模式下的双电机系统最高效率进行比较，以根据比较结果确定所述双电机系统的最优控制模式。

6.如权利要求1所述方法，其中，所述双电机系统包括第一电机和第二电机，所述方法还包括：

获取所述第一电机的当前温度、当前转速和当前转矩；

在所述第一电机的当前温度达到降功率温度值的情况下，获取转矩分配效率表，其中所述转矩分配效率表中用于记录不同的转矩分配组合与双电机系统效率的对应关系；

根据所述转矩分配效率表，降低所述第一电机的当前转矩，得到所述第一电机的调整后转矩；

根据所述第一电机的调整后转矩以及所述第二电机在当前转速下的最大转矩，确定所述第二电机的调整后转矩。

7.如权利要求6所述方法，其中，所述根据所述第一电机的降转矩以及所述第二电机在当前转速下的最大转矩，确定所述第二电机的调整后转矩包括：

计算所述双电机系统在当前转速下的最大转矩与所述第一电机的调整后转矩的差值；

若所述差值大于所述第二电机在当前转速下的最大转矩，则将第二电机在当前转速下的最大转矩作为所述第二电机的调整后转矩；

若所述差值不大于所述第二电机在当前转速下的最大转矩，则将所述差值作为所述第二电机的调整后转矩。

8.如权利要求1所述方法，其中，所述方法还包括：

接收上层控制系统对双电机系统的转矩分配请求；

根据所述双电机的转矩分配请求确定双电机的转矩分配策略，其中所述转矩分配策略包括最优转矩分配组合和最优控制模式；

根据所述双电机的转矩分配策略对所述双电机分配转矩。

9.一种双电机系统，其中，所述双电机系统包括第一单电机系统和第二单电机系统，所述第一单电机系统包括第一电机和与所述第一电机连接的第一控制器，所述第二单电机系统包括第二电机和与所述第二电机连接的第二控制器，所述第一控制器用于实现权利要求1～8之任一所述方法。