CN113771634B - 一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其包括：测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表；根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表；所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩。以解决相关技术中VCU按照电驱动系统的最大输出能力来请求MCU执行扭矩可能会导致整个电驱动系统输出不稳定的问题。

Description

一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置。

背景技术

目前，对应EV(电动汽车)或PHEV(混合动力汽车)车辆而言，VCU(整车控制器)会基于整车负载及电池SOC(系统级芯片)情况分配电池功率给到整车各高压用电配件。

若MCU(电机控制器)不考虑整个电池包的功率，VCU按照电驱动系统的最大输出能力来请求MCU执行扭矩，由于电驱动系统的机械输出功率无法超过电池包的输出功率，则可能导致整个电驱动系统输出不稳定。

发明内容

本发明实施例提供一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置，以解决相关技术中VCU按照电驱动系统的最大输出能力来请求MCU执行扭矩可能会导致整个电驱动系统输出不稳定的问题。

第一方面，提供了一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其包括：测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表；根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表；所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩。

一些实施例中，所述功率表以所述转速为横轴，以所述扭矩为纵轴，以所述电驱动系统的母线功率为表格数据绘制而成。

一些实施例中，所述测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表包括：所述转速和所述扭矩按照预设值间隔给定，测试所述转速从零到最大、所述扭矩从零到最大下的多个工况点，得到每个所述工况点对应的所述电驱动系统的母线功率，根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述功率表。

一些实施例中，所述测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表还包括：在不同电压平台下，记录测试得到的所述电驱动系统的母线功率，分别绘制不同电压平台下所述电驱动系统的功率表。

一些实施例中，所述扭矩表以多个不同转速为横轴，以所述功率限值为纵轴，以所述电驱动系统的最大扭矩为表格数据绘制而成。

一些实施例中，所述根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表包括：给所述电驱动系统设定一个给定转速，根据所述给定转速在所述功率表中查找，得到在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率；在所述功率限值从零至最大值的范围内间隔选取多个不同功率，根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩；根据多个不同转速和多个不同功率对应在所述功率表中查找，得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表。

一些实施例中，所述给所述电驱动系统设定一个给定转速，根据所述给定转速在所述功率表中查找，得到在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率包括：根据所述给定转速在所述功率表中进行转速线性插值，得到所述给定转速下的母线功率。

一些实施例中，所述在所述功率限值从零至最大值的范围内间隔选取多个不同功率包括：根据实际需要定义所述功率限值的偏差允许值，以所述偏差允许值为基准间隔点，选取多个不同功率。

一些实施例中，所述根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩包括：根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中进行功率线性插值，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩。

第二方面，提供了一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理装置，其包括：功率计算模块，其用于测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表；扭矩计算模块，其用于根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表；控制模块，其用于所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置，它基于整车的电功率及电机转速能够转换为电驱动系统的最大扭矩，从而保证VCU请求扭矩不会超过电池包的最大馈电功率，在对整车的经济性和动力性方面能够起到可靠地能量管理，使整个电驱动系统输出更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置，其能解决相关技术中VCU按照电驱动系统的最大输出能力来请求MCU执行扭矩可能会导致整个电驱动系统输出不稳定的问题。

本发明实施例提供了一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其可以包括：

步骤1：参见表1所示，测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表，本实施例中，母线功率为电池的输出功率，电驱动系统用于将电池的电能转化为机械能从而使用电配件运转；

表1

步骤2：参见表2所示，根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表，本实施例中，整车有很多个用电配件，VCU会将电池包的功率分配到MCU的属于电功率，根据功率限值在功率表中查找到不同转速下的最大扭矩，从而能够将VCU的功率限值转换为扭矩允许值反馈给VCU，以保证VCU请求扭矩不会超过电池包的最大电动或馈电功率；

表2

步骤3：所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩，本实施例中，MCU控制电驱动系统的输出扭矩时需要考虑到整个电驱动系统的母线功率不能超过限值，但MCU属于被动执行VCU请求扭矩部件，无法决定输出扭矩大小，因此需要将电驱动系统的功率限值转换为扭矩允许值反馈给VCU，以便VCU能够更好地执行扭矩分配策略。

参见表1所示，在一些实施例中，所述功率表可以以所述转速为横轴，以所述扭矩为纵轴，以所述电驱动系统的母线功率为表格数据绘制而成，本实施例中，电驱动系统的母线功率受转速和扭矩影响，在已知的转速和扭矩时，可以在表中找到出其对应的母线功率。

参见表1所示，在一些实施例中，所述测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表可以包括：所述转速和所述扭矩按照预设值间隔给定，测试所述转速从零到最大、所述扭矩从零到最大下的多个工况点，得到每个所述工况点对应的所述电驱动系统的母线功率，根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述功率表，例如，将100N·m以下的扭矩按照5N·m间隔给定，转速按照500Rpm间隔给定，测试每个扭矩和转速的取点对应的母线功率，并记录在表格中，就可以涵盖转速从零到最大、扭矩从零到最大的范围内的多个工况点。

在一些实施例中，所述测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表还可以包括：在不同电压平台下，记录测试得到的所述电驱动系统的母线功率，分别绘制不同电压平台下所述电驱动系统的功率表，本实施例中，不同电压下的母线功率会有所不同。因此需要分别测试不同电压平台下的母线功率，减少误差。

在一些实施例中，所述扭矩表以多个不同转速为横轴，以所述功率限值为纵轴，以所述电驱动系统的最大扭矩为表格数据绘制而成，本实施例中，功率限值为VCU分配给所述电驱动系统的最大功率，通过在功率限值的范围内取多个功率点构成纵轴，在已知的转速和功率限值时，可以在表中找到出其对应的扭矩。

在一些实施例中，所述根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表包括：给所述电驱动系统设定一个给定转速，根据所述给定转速在所述功率表中查找，得到在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率；在所述功率限值从零至最大值的范围内间隔选取多个不同功率，根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩；根据多个不同转速和多个不同功率对应在所述功率表中查找，得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表，例如：以100KW为功率限值，6300Rpm为给定转速的工况点进行说明，首先，用6300Rpm在功率表中查找得到一列对应的母线功率，这一列对应的母线功率可以理解为6300Rpm转速下得到各个扭矩对应的母线功率；然后，在0-100KW的范围内选取多个不同功率，在上一步得到的各个扭矩对应的母线功率中查找，就可以得到在6300Rpm的转速下，0-100KW的范围内的各个母线功率对应的最大扭矩；最后，代入多个不同的转速，重复上述步骤，就可以得到多个不同转速和多个不同功率对应的最大扭矩，从而绘制扭矩表。

优选的，所述给所述电驱动系统设定一个给定转速，根据所述给定转速在所述功率表中查找，得到在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率可以包括：根据所述给定转速在所述功率表中进行转速线性插值，得到所述给定转速下的母线功率，本实施例中，根据给定转速在功率表中查找时，给定转速可能会落在功率表的两个转速数据的区间内，需要进行转速线性插值才可以较为准确的得到给定转速下的母线功率，例如，6300Rpm需要在功率表中的6000Rpm和6500Rpm之间进行转速线性插值，得到对应的母线功率。

进一步的，所述在所述功率限值从零至最大值的范围内间隔选取多个不同功率可以包括：根据实际需要定义所述功率限值的偏差允许值，以所述偏差允许值为基准间隔点，选取多个不同功率，通过定义功率限值的偏差允许值，可以均匀的在功率限值的范围内选取多个功率点，减小因取值不均带来的误差。

进一步的，所述根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩可以包括：根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中进行功率线性插值，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩，本实施例中，根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找时，功率数据可能会落在测试的两个功率数据的区间内，需要进行功率线性插值才可以较为准确的得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理装置，其包括：功率计算模块，其用于测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表；扭矩计算模块，其用于根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表；控制模块，其用于所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩，本实施例中，该能量管理装置可以对整车起到可靠地能量管理。

本发明实施例提供的一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略及装置的原理为：

本发明基于电池包的电功率及电机转速能够转换为电驱动系统的最大输出扭矩，从而保证VCU请求扭矩不会超过电池包的最大电动或馈电功率，为实现此目的，需要对电驱动系统的功率图进行相应的处理，将功率图转化为横轴为转速，纵轴为功率，对应数据为扭矩的扭矩表，从而对整车的电池包能量实现合理转换到电驱动系统输出扭矩值的策略，以确保VCU请求输出扭矩不会超过当前VCU分配给MCU的功率。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其特征在于，其包括：

测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表，其包括在不同电压平台下，记录测试得到的所述电驱动系统的母线功率，分别绘制不同电压平台下所述电驱动系统的功率表；其中，所述母线功率为电池的输出功率，所述功率表以所述转速为横轴，以所述扭矩为纵轴，以所述电驱动系统的母线功率为表格数据绘制而成；

根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表，其包括：给所述电驱动系统设定一个给定转速，根据所述给定转速在所述功率表中查找，得到在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率；在所述功率限值从零至最大值的范围内间隔选取多个不同功率，根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩；根据多个不同转速和多个不同功率对应在所述功率表中查找，得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表；其中，所述扭矩表以多个不同转速为横轴，以所述功率限值为纵轴，以所述电驱动系统的最大扭矩为表格数据绘制而成；

所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩。

2.如权利要求1所述的用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其特征在于：

所述测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表包括：

所述转速和所述扭矩按照预设值间隔给定，测试所述转速从零到最大、所述扭矩从零到最大下的多个工况点，得到每个所述工况点对应的所述电驱动系统的母线功率，根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述功率表。

3.如权利要求1所述的用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其特征在于：

所述给所述电驱动系统设定一个给定转速，根据所述给定转速在所述功率表中查找，得到在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率包括：

根据所述给定转速在所述功率表中进行转速线性插值，得到所述给定转速下的母线功率。

4.如权利要求1所述的用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其特征在于：

所述在所述功率限值从零至最大值的范围内选取多个不同功率包括：

根据实际需要定义所述功率限值的偏差允许值，以所述偏差允许值为基准间隔点，选取多个不同功率。

5.如权利要求1所述的用于电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其特征在于：

所述根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中查找，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩包括：

根据多个不同功率在所述给定转速下各个扭矩对应的母线功率中进行功率线性插值，得到在所述给定转速下各个功率对应的最大扭矩。

6.一种用于电动汽车的电驱动系统能量管理装置，所述电驱动系统能量管理装置包括如权利要求1所述的电动汽车的电驱动系统能量管理策略，其特征在于，其包括：

功率计算模块，其用于测试所述电驱动系统基于其在不同转速和不同扭矩下的母线功率，并根据所述转速、所述扭矩和所述电驱动系统的母线功率绘制所述电驱动系统的功率表；

扭矩计算模块，其用于根据VCU分配给所述电驱动系统的功率限值以及所述电驱动系统的多个不同转速，在所述功率表中查找，对应得到所述电驱动系统的最大扭矩，绘制所述电驱动系统的扭矩表；

控制模块，其用于所述VCU根据所述扭矩表执行分配策略，并请求MCU执行扭矩。

Images