CN114368290A - 电动汽车的驱动控制方法、装置、电动汽车及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电动汽车的驱动控制方法、装置、电动汽车及存储介质,其中,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链,方法包括:获取油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置;根据油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置匹配双三相电机的目标PWM控制策略;根据目标PWM控制策略和双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将目标PWM谐波注入至软磁磁链,使得双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足电动汽车的动力需求。由此,解决了相关技术中电动汽车通常采用单电机系统或双电机系统作为动力系统,系统效率较低,降低续航里程及用户体验等问题。
Description
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种电动汽车的驱动控制方法、装置、电动汽车及存储介质。
背景技术
随着电动汽车的迅猛发展,使得电动汽车取代燃油车辆成为了可能,因此对于电动汽车的动力系统提出了更高的要求,在满足汽车的基本驱动能力的同时,高能效、高安全性、高可靠性的动力系统也越来越成为电动汽车是否优异的标识。然而,相关技术中电动汽车的动力系统通常采用单电机系统或双电机系统,系统效率较低,降低电动汽车的续航里程,降低用户的使用体验。
发明内容
本申请提供一种电动汽车的驱动控制方法、装置、电动汽车及存储介质,以解决相关技术中电动汽车通常采用单电机系统或双电机系统作为动力系统,系统效率较低,降低续航里程及用户体验等问题。
本申请第一方面实施例提供一种电动汽车的驱动控制方法,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链,其中,方法包括以下步骤:获取油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置;根据所述油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置匹配所述双三相电机的目标PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)控制策略;根据所述目标PWM控制策略和所述双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链,使得所述双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足所述电动汽车的动力需求。
进一步地,在将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链之前,还包括:获取所述电动汽车的动力电池的放电倍率和放电曲线;根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波,以根据修正后的目标PWM谐波控制所述双三相电机的磁通进行增磁或退磁。
进一步地,在根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波之前,还包括:获取当前行驶道路的路谱信息;通过所述路谱信息对所述目标PWM谐波进行PI调节。
进一步地,还包括:当所述电动汽车处于能量回收工况,调整所述双三相电机的谐波参数为目标参数;利用所述目标参数调整所述整流效率,并在所述调整后的整流效率下对所述电动汽车的动力电池进行充电。
进一步地,还包括:获取所述双三相电机的当前温度,并判断所述当前温度是否大于预设阈值;如果所述当前温度大于所述预设阈值,则根据所述当前温度和所述电动汽车的当前负载工况匹配所述双三相电机的降温组件的目标PWM发波策略;利用所述目标PWM发波策略生成所述降温组件的目标载波,并利用所述目标载波控制所述降温组件进行降温。
本申请第二方面实施例提供一种电动汽车的驱动控制装置,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链,其中,装置包括:获取模块,用于获取油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置;匹配模块,用于根据所述油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置匹配所述双三相电机的目标PWM控制策略;控制模块,用于根据所述目标PWM控制策略和所述双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链,使得所述双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足所述电动汽车的动力需求。
进一步地,还包括:第一修正模块,用于在将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链之前,获取所述电动汽车的动力电池的放电倍率和放电曲线;根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波,以根据修正后的目标PWM谐波控制所述双三相电机的磁通进行增磁或退磁;第二修正模块,用于在根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波之前,获取当前行驶道路的路谱信息,通过所述路谱信息对所述目标PWM谐波进行PI调节。
进一步地,还包括:能量回收模块,用于当所述电动汽车处于能量回收工况,调整所述双三相电机的谐波参数为目标参数,利用所述目标参数调整所述整流效率,并在所述调整后的整流效率下对所述电动汽车的动力电池进行充电;降温模块,用于获取所述双三相电机的当前温度,并判断所述当前温度是否大于预设阈值,如果所述当前温度大于所述预设阈值,则根据所述当前温度和所述电动汽车的当前负载工况匹配所述双三相电机的降温组件的目标PWM发波策略,利用所述目标PWM发波策略生成所述降温组件的目标载波,并利用所述目标载波控制所述降温组件进行降温。
本申请第三方面实施例提供一种电动汽车,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如上述实施例所述的电动汽车的驱动控制方法。。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的电动汽车的驱动控制方法。
由此,本申请至少具有如下有益效果:
采用双三相电机系统作为动力系统,通过软磁材料的应用,结合谐波分析算法控制和注入,在电动行驶模式时,高效高电压的系统极大的提升了系统效率,有效提升续航里程,且整个动力系统如同两种电机性能,具有低速大扭矩、高速高功率特点,提升驾驶体验感。由此,解决了相关技术中电动汽车通常采用单电机系统或双电机系统作为动力系统,系统效率较低,降低续航里程及用户体验等问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本申请实施例提供的电动汽车的驱动控制方法的流程示意图;
图2为根据本申请实施例提供的双三相电机控制系统总成控制框图;
图3为根据本申请实施例提供的PWM时域控制网络方框示意图;
图4为根据本申请实施例提供的PWM时域控制网络装置的方框示意图;
图5为根据本申请实施例提供的电动汽车的结构示例图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
目前电动汽车的动力系统大部分属于单电机系统,少部分采用双电机系统实现四驱,双电机系统一般是采用独立两套IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)控制和驱动;另外,在车辆控制研究上出现了新的架构方式,由过去的一个电机发展到目前双电机甚至轮边8轮多电机驱动系统。当前大部分乘用车电压平台在320-540这样一个范围,电动汽车在新车售出后较传统燃油车相比,在较短的时间,首次故障及安抛频繁出现,导致可靠性和一致性差,同时在系统效率上当前还有待进一步提升。
通过先进的控制技术和材料技术的融合,可以在当前高压系统上得到极大的提升,可以应用在EV(Electric Vehicle,纯电动车)和PHEV(Plug in Hybrid ElectricVehicle,插电式混合动力车);另外,当前电池的效率和放电功率随着温度变化影响较大,尤其是低温0℃以下区域行驶车辆,续航里程极大缩短,考虑到上述目前方案弊端,本申请实施例提出了一种电动汽车的车辆动力控制及电机驱动和控制方法,实现对整车控制、电机四象限运行并对驱动系统控制进行高效率、高可靠性的管理。
为此,本申请设计了一个双三相电机驱动、控制系统、整车效能控制策略、PWM控制策略,主动安全控制策略,包括:1:建立一个以电机为中心输出高效强大动力在车辆需求下配合软件控制执行可变磁通激励响应,实现特定励磁;2:建立一个全时域时序控制链环,通过外部采集信号的采集分解、车辆运行意图分解,与电机系统高效融合交互实现对车辆不同应用场景驱动。
下面参考附图描述本申请实施例的电动汽车的驱动控制方法、装置、电动汽车及存储介质。针对上述背景技术中提到的相关技术中电动汽车通常采用单电机系统或双电机系统作为动力系统,系统效率较低,降低续航里程及用户体验的问题,本申请提供了一种电动汽车的驱动控制方法,在该方法中,采用双三相电机系统作为动力系统,通过软磁材料的应用,结合谐波分析算法控制和注入,在电动行驶模式时,高效高电压的系统极大的提升了系统效率,有效提升续航里程,且整个动力系统如同两种电机性能,具有低速大扭矩、高速高功率特点,提升驾驶体验感。由此,解决了相关技术中电动汽车通常采用单电机系统或双电机系统作为动力系统,系统效率较低,降低续航里程及用户体验等问题。
具体而言,图1为本申请实施例所提供的一种电动汽车的驱动控制方法的流程示意图。其中,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链。
如图1所示,该电动汽车的驱动控制方法包括以下步骤:
在步骤S101中,获取油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置。
需要说明的是,由于车辆运行中电机实时的位置是在变化的,且是SVPWM(SpaceVector Pulse Width Modulation,空间矢量脉宽调制)控制核心变量,高精度的位置数据与驾驶员油门踏板的开度解析,深度融合形成带鲁棒性特点的输入输出网络。在这个网络中,包含函数表、数据表、外特性表、磁滞曲线云图、矢量图、路谱云图、放电曲线等;其中,在一个双三相电机系统上通过软磁材料的特性分解,基于模型的提取关键变量形成函数表,通过电机本身固有的特性进行参考,如磁链、磁通、母线电压、线电压、ID和IQ、DL和QL,端部漏感、退磁及磁滞曲线、矫顽力等。磁滞曲线云图是电机控制器的运行的算法依据核心变量的参考,辅助参考的信号还需要如磁链、磁通、母线电压、线电压、ID和IQ、DL和QL,端部漏感、退磁及磁滞曲线、矫顽力等信息,电机控制器的总成内部通过对各个变量的采集,对驾驶员的油门踏板开度进行解析,根据开度的曲线分解成对应的扭矩和功率需求信息,也包含以下实施例中通过对电池的放电功率需求进行分解衔接。
基于上述原因,为了准确触发PWM控制,本申请实施例将首先获取油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置。
在步骤S102中,根据油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置匹配双三相电机的目标PWM控制策略。
可以理解的是,本申请实施例可以通过油门踏板与位置角的相对空间矢量坐标,进行模块化调度,触发需求的指定PWM控制。
在步骤S103中,根据目标PWM控制策略和双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将目标PWM谐波注入至软磁磁链,使得双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足电动汽车的动力需求。
可以理解的是,PWM控制可根据选择需求进行一般PWM和特定电压的高次谐波进行调节,激活软磁材料的矫顽力曲线,达到预定目标值,实现电动模式运行,如前驱驱动、后驱驱动、正常行驶等模式。同时,本申请实施例可以采用800V系统平台,电机电流损耗优化带来的热效应显著改善,电机和系统控制处于有效热平衡,有效提升电流源和电压源的轨迹,带来整车强大的驱动力同时,减少了行驶中电耗;电机其六组绕组同时输出,部分谐波信号可以得到抑制,根据工况需求,还可以调制不同相序组合,在缺相情况下,整车仍可安全行驶,无安抛。
具体而言,采用软磁材料,以双三相电机外特性曲线调整为目标,对前述网络的需求进行分解,根据驾驶员车速指令对应的油门踏板开度解析,在PWM全时域控制策略中调整发波顺序,对双三相电机进行驱动,改变正弦波的频谱,幅值,进行脉冲注入进入前述电机软磁磁链中,根据前述磁滞曲线云图解析对比,改变发波策略,再进行励磁,由于高频脉冲注入时间极短在整车采集10ms内已完成励磁和退磁时序控制,当报文反馈的负载转矩对应IQ和ID的阈值解析完成时,前述发波已经完成,一个符号路谱云图和磁滞曲线云图的PWM可以随时响应油门指令,提升驾驶体验。
采用高压平台800V系统,可以带来高速需要的更高反电动势,在与336V平台对比中,其反电动势可达800V左右,功率不变的同时,电机绕组电流损耗极大减少,IGBT发热耗散功率极大的减少,而本方案可达更高的反电动势期望值,带来扭矩值不变的同时转速提升从而提升整个系统功率输出,同时本方案采用双三相绕组输出即便在很低的母线电压下,两部分绕组仍然可以承担一定的电流值,相比原先336V平台的低50%soc以下的低压下功率输出,本方案功率仍然可以提升,即使有缺相输出,可以通过PWM全时域控制网络,更新相序及发波频率实现单三相输出,极大的提升了可靠性。
在本实施例中,在将目标PWM谐波注入至软磁磁链之前,还包括:获取电动汽车的动力电池的放电倍率和放电曲线;根据放电倍率和放电曲线修正目标PWM谐波,以根据修正后的目标PWM谐波控制双三相电机的磁通进行增磁或退磁。
可以理解的是,本申请实施例可以通过输入输出网络的反馈调节电池的放电倍率且在放电曲线最大允许内,同时放电曲线与路谱有效结合在PWM谐波注入调节下,使电机的磁通随外部车速需求跟随谐波电流增磁或退磁电流循环调节,保证弱磁点迁移,达到实现输出动力高效传递,整个驱动系统如同两种电机性能,低速大扭矩,高速高功率,带来良好驾驶体验感。
在本实施例中,在根据放电倍率和放电曲线修正目标PWM谐波之前,还包括:获取当前行驶道路的路谱信息;通过路谱信息对目标PWM谐波进行PI调节。
可以理解的是,本申请实施例可以通过路谱采集自动标定加载PI调节,使整个控制达到线性稳定系统。
具体而言,道路基本路谱分解成查表参数若干网络,每个网络根据台架标定的形成曲线路谱云图,可在此基础上生成车辆状态与动力参数输出关系,通过函数的形式形成可以调用的表格,通过对采集的车辆信息预判车辆状态和环境,将路谱分解系数折算到自查表中的扭矩曲线,根据当前状态下相电压、电感、相电流、反电动势、漏感量及位置信息PWM时序控制内部的模型矩阵并以PWM发波策略实施随机载波,及冷却水泵的PWM控制转速、流量及对应的曲线,在预定阈值的附近,可以通过高频注入实现磁滞曲线调整优化,这些转换需要取决于驾驶员对车速指令的控制需求。
在路谱分析对环境相对安全的前提下,如识别风险路谱,可以根据阈值进行限功率等。励磁脉冲发生改变,电机内部磁通优化电机输出特性进行特定区间迁移,根据前述路谱查表分解的扭矩信息曲线再次找到每个电机预调节值,即可达到当前工况需要的效率最佳驱动
在本实施例中,本申请实施例的方法还包括:获取双三相电机的当前温度,并判断当前温度是否大于预设阈值;如果当前温度大于预设阈值,则根据当前温度和电动汽车的当前负载工况匹配双三相电机的降温组件的目标PWM发波策略;利用目标PWM发波策略生成降温组件的目标载波,并利用目标载波控制降温组件进行降温。
其中,系统直接控制的负载也就是电驱动系统车辆的动力系统,通过收到的扭矩命令对IGBT电流输出IQ和ID进行扭矩输出,上述取最小值最后输出最终的功率也同时显示最大剩余可用功率和瞬时功率。
需要说明的是,本申请实施例的双三相电机系统内部设置有冷却水道,通过水套嵌入内部与电机控制器一体构成,从电控端口进入,从电机端口输出,输入阵列式,输出为环形式。水道底板上设置有温度传感系统,此传感系统采用PTC(Positive TemperatureCoefficient,正温度系数热敏材料)温度特性,考虑采集精度,只在正温度进行采集,由于电机驱动的功率器件IGBT的封装采用阵列方式直接植入冷却水道中,此采集的温度与IGBT壳温、晶圆结温形成关联做成估算,极大的提升灵敏度和采用精度,同时当有大功率负载需求。
可以理解的是,在内部估算的阀值达到风险值后,通过提升PWM发波策略,激励冷却泵电机提升转速带来流量提升,同时根据负载工况及时调整其流量,根据PWM时域控制网络控制策略,对发波的载波进行分类,可以进行泵类1KHZ、高频随机载频发波,从而可以带来效率极大提升,提升了续航。
在本实施例中,上述控制系统调节的方案中在整车行驶正常状态下根据CAN(控制器域网,Controller Area Network)通信反馈的信息实时显示,将当前车辆的温度、电池电压、电池温度、电池放电电流、放电功率及最大可用剩余功率进行显示给驾驶员,驾驶员根据当前的车辆健康状态判断驾驶模式,尤其当车辆健康状态出现问题时,如剩余可用功率偏小而无法执行大功率或大扭矩模式下,将已报警的型式,提前提醒驾驶员进行驾驶模式调整达到更安全驾驶。
综上,在车辆电动模式运行时,此模式下,双三相电机可以正常输出六相状态属性,在旋变和温度正常情况下,电机控制系统根据PWM时序控制网络,使得电机和冷却水道水泵按照负载需求进行运行,此时磁滞曲线是正常的拐点,可以满足正常的低滚阻、低坡道行驶,当旋变解析的位置及系统网络对位置在纵向和水平位移发生大的波动时,此时预扭矩可以提前出发,在预扭矩提前触发的过程中,需要通过高频电流注入至磁滞曲线中,使其拐点变高,这样一来,磁滞的矫顽力会下降,使得磁通根据随机PWM变化而进行调节,通过PI的调节系数,改变扭矩脉动输出,使得控制精度变化平稳可靠,磁场输出高次谐波也被相移相互抵消,谐波注入的时间远大于其他PWM发波采集时间,谐波的反馈至系统PWM时序网络控制中。高频谐波注入时,其他PWM控制状态。电机的四象限可以与旋变及下发扭矩命令衔接,时序四象限控制,当且仅当,有油门开度跌增时,磁滞曲线必须提前在扭矩发出去进行拐点逼近,通过PI调节实现平稳过度,反转正负扭矩切换及扭矩变动导致打齿抖动现象,可实现正转或反转维持现状不予更改。
在一些实施例中,本申请实施例的方法还包括:当电动汽车处于能量回收工况,调整双三相电机的谐波参数为目标参数;利用目标参数调整整流效率,并在调整后的整流效率下对电动汽车的动力电池进行充电。
可以理解的是,本申请实施例在能量回收工况下,通过调整谐波参数注入匹配电机及控制系统回路参数QL和QD,改变整流效率,提升电压对电池充电的效率,提升了续航。
下面将通过具体实施例对电动汽车的驱动控制方法进行阐述,其中,以如图2的双三相电机驱动系统为例,如图2所示,整个双三相电机驱动系统包含如下部分:
驱动电机、两组三相输出、驱动电机的旋变、驱动电机的温度传感、PTC、PWM时域网络、IGBT驱动单元,涉及到的信号包括PWM输出信号及采集反馈信号、正弦信号、旋变激励和输出信号、温度模拟信号等,其中MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)控制系统包含PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)、PWM时域网络、IGBT驱动单元,电机网络包含两组三相输出、电机本体、温度传感器部分、旋变部分,冷却系统,驱动电机、水冷系统相连构成回路,水温可以控制通过控制单元采集内外温度进行热管理,当温度达到最大工作点时,可进行控制开关实现关闭加热导入回路,当温度低于设置最低阀值可打开控制开关进行加热导热进入回路实现温度平衡。驱动电机输出ABC与驱动电机的输出A’B’C’连接实现驱动,并通过控制单元实施电脉冲PWM调节优化,保证最佳驱动能力。
如图3所示,在具体应用时,双三相电机驱动系统可以分成两个网络模块,第一个网络即电机网络,第二个网络即PWM全时域控制网络。
第一个网络模块即以双三相电机为中心的,内部有定子和转子部分,两组绕组三相独立输出分别形成ABC三相和A’B’C’三相,它们相移180°,相序自上往下以轴心为起点,依次为AB’CA’BC’,分别与电机控制器对应,依次连相序为UV’WU’VW’,上述三相连接通过壳体内部的铜排连接,上述连接在电机控制器内部形成以此连接为输入构成PFC单元模块系统,可以对输入UV’WU’VW’信号进行采集、滤波并通过算法控制校正功率因数,根据电机控制器内部工作模式需求配和PWM发波指令进行断开和连接实现自动匹配。
在电机网络内部,还有旋变总成,该总成也分为定子和转子部分,旋变总成与双三相电机的内部转子及轴保持相对位置,根据初始位置角的定位实时采集双三相电机的旋变角度,此角度进入电机控制器的位置角度信号处理系统。在双三相电机系统中还有温度检测功能,内部的传感器在ABC和A’B’C’线包上,通过温度信号的采集,将信号传送至电机控制器内部进行模拟量采集单元。在双三相电机系统内部设置有冷却水道,冷却水道的解释可以参见上述实施例,为避免冗余,不在赘述。
第二个网络即PWM全时域控制网络,估算系统位于PWM全时域控制网络内部,内部估算的阀值达到风险值后,通过提升PWM发波策略,激励冷却泵电机提升转速带来流量提升,同时根据负载工况及时调整其流量,根据PWM时域控制网络控制策略,对发波的载波进行分类,可以进行泵类1KHZ、高频随机载频发波。带来效率极大提升,提升了续航。如图3所示:PWM时域网络,主要有三方组成,分为主控单元、PWM信号处理、驱动信号采集处理、传感信号,其中主控单元使上述所有交互的控制中心,除硬件自锁信号外,其他均有主控单元执行发出和处理。
结合图2和图3所示,整个控制单元回路包含整车系统信息采集处理,驱动系统信号采集、处理、发出,电动汽车的驱动控制方法具体如下:
整车系统采集有制动信号、挡位信号(包括P挡、R挡、N挡、D挡)、硬件使能信号、加速踏板信号,同时来自BMS(Battery Management System)部分的信号如继电器驱动状态,外部输入信号如对高压回路信号采集、母线电压、三相电流、IGBT温度、电机温度等,并按照PWM输出需求进行发波控制,整个控制信号在主控单元内完成,PWM输出产生12路PWM信号进行信号处理如滤波、信号校正,进行电平转换匹配,实现信号缓冲,上述信号在驱动信号采集处理后可以进入至IGBT驱动单元,实现下一级信号传递。
硬件自锁信号来自驱动信号采集处理部分和IGBT驱动单元,在其内部阈值触发后,其内部信号锁定将状态反馈给主控单元,主控单元将对应的故障等级及故障名称以故障码反馈给仪表指示给驾驶员信息。
主控单元除了在正常寻求车速指令时响应正常的PWM信号,在其前一时刻会根据路谱云图和当前的放电功率,进行高效的谐波注入,将当前的ID和IQ参数对应的需求扭矩信号进行磁滞曲线进行预调,将需要的磁滞曲线的拐点实现迁移,完成拐点迁移后,对其矢量电压进行控制,在主控单元内输出生成12路PWM波形,并在PWM信号处理部分完成信号的转换,输出符合要求的信号再进行驱动信号采集处理发出进行上下桥、相序互锁判断、电平转换,保证符合输出接口电路要求,此时传感信号的变量如IA、IB、IC、TemIGBT和TemMOTOR及UDC处于稳定值后,激励驱动电机实现驱动达到车速指令要求。在输出信号发生变化时,通过外部信号输入至传感信号单元内,实现负载解析,可以进行相序控制,通知主控单元实现单三相输出,同时调整迁移磁阻曲线拐点,对扭矩峰值及外特性继续调节,保证弱磁点适应加速及驾驶员特殊加速需求,此时的路谱云图按照新的负载解析已自动生成,根据此上传仪表显示最大可用剩余功率,提示驾驶员当前车辆状态及路谱情况,实现整个车辆的控制和安全运行。
根据本申请实施例提出的电动汽车的驱动控制方法,采用双三相电机系统作为动力系统,通过新的软磁材料的应用,结合先进的谐波分析算法控制和注入,在电动行驶模式时,高效高电压的系统极大的提升了系统效率;在发电模式,改变了当前三相全桥同步整流方案,可实现充电效率在时域上的调整,极大的将能量回收至电池储能中,提升了续航;同时从系统的可靠性设计上,建立一个双三相电机控制系统,即便一组输出失效,另一组仍可工作,在低压下仍可大功率输出,有效提高车辆安全性和续航里程。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的电动汽车的驱动控制装置。
图4是本申请实施例的电动汽车的驱动控制装置的方框示意图。其中,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链。
如图4所示,该电动汽车的驱动控制装置10包括:获取模块100、匹配模块200和控制模块300。
其中,获取模块100用于获取油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置;匹配模块200用于根据油门踏板的当前开度和双三相电机的当前位置匹配双三相电机的目标PWM控制策略;控制模块300用于根据目标PWM控制策略和双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将目标PWM谐波注入至软磁磁链,使得双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足电动汽车的动力需求。
进一步地,本申请实施例的装置10还包括:第一修正模块和第二修正模块。其中,第一修正模块,用于在将目标PWM谐波注入至软磁磁链之前,获取电动汽车的动力电池的放电倍率和放电曲线;根据放电倍率和放电曲线修正目标PWM谐波,以根据修正后的目标PWM谐波控制双三相电机的磁通进行增磁或退磁;第二修正模块,用于在根据放电倍率和放电曲线修正目标PWM谐波之前,获取当前行驶道路的路谱信息,通过路谱信息对目标PWM谐波进行PI调节。
进一步地,本申请实施例的装置10还包括:能量回收模块和降温模块。其中,能量回收模块,用于当电动汽车处于能量回收工况,调整双三相电机的谐波参数为目标参数,利用目标参数调整整流效率,并在调整后的整流效率下对电动汽车的动力电池进行充电;降温模块,用于获取双三相电机的当前温度,并判断当前温度是否大于预设阈值,如果当前温度大于预设阈值,则根据当前温度和电动汽车的当前负载工况匹配双三相电机的降温组件的目标PWM发波策略,利用目标PWM发波策略生成降温组件的目标载波,并利用目标载波控制降温组件进行降温。
需要说明的是,前述对电动汽车的驱动控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电动汽车的驱动控制装置,此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的电动汽车的驱动控制装置,采用双三相电机系统作为动力系统,通过新的软磁材料的应用,结合先进的谐波分析算法控制和注入,在电动行驶模式时,高效高电压的系统极大的提升了系统效率;在发电模式,改变了当前三相全桥同步整流方案,可实现充电效率在时域上的调整,极大的将能量回收至电池储能中,提升了续航;同时从系统的可靠性设计上,建立一个双三相电机控制系统,即便一组输出失效,另一组仍可工作,在低压下仍可大功率输出,有效提高车辆安全性和续航里程。
图5为本申请实施例提供的电动汽车的结构示意图。该电动汽车可以包括:
存储器501、处理器502及存储在存储器501上并可在处理器502上运行的计算机程序。
处理器502执行程序时实现上述实施例中提供的电动汽车的驱动控制方法。
进一步地,电动汽车还包括:
通信接口503,用于存储器501和处理器502之间的通信。
存储器501,用于存放可在处理器502上运行的计算机程序。
存储器501可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器501、处理器502和通信接口503独立实现,则通信接口503、存储器501和处理器502可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent,简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture,简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图5中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的,在具体实现上,如果存储器501、处理器502及通信接口503,集成在一块芯片上实现,则存储器501、处理器502及通信接口503可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器502可能是一个中央处理器(Central Processing Unit,简称为CPU),或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称为ASIC),或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上的电动汽车的驱动控制方法。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“N个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或N个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种电动汽车的驱动控制方法,其特征在于,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链,其中,方法包括以下步骤:
获取油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置;
根据所述油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置匹配所述双三相电机的目标PWM控制策略;以及
根据所述目标PWM控制策略和所述双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链,使得所述双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足所述电动汽车的动力需求。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链之前,还包括:
获取所述电动汽车的动力电池的放电倍率和放电曲线;
根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波,以根据修正后的目标PWM谐波控制所述双三相电机的磁通进行增磁或退磁。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波之前,还包括:
获取当前行驶道路的路谱信息;
通过所述路谱信息对所述目标PWM谐波进行PI调节。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
当所述电动汽车处于能量回收工况,调整所述双三相电机的谐波参数为目标参数;
利用所述目标参数调整所述整流效率,并在所述调整后的整流效率下对所述电动汽车的动力电池进行充电。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
获取所述双三相电机的当前温度,并判断所述当前温度是否大于预设阈值;
如果所述当前温度大于所述预设阈值,则根据所述当前温度和所述电动汽车的当前负载工况匹配所述双三相电机的降温组件的目标PWM发波策略;
利用所述目标PWM发波策略生成所述降温组件的目标载波,并利用所述目标载波控制所述降温组件进行降温。
6.一种电动汽车的驱动控制装置,其特征在于,电动汽车包括双三相电机和软磁磁链,其中,装置包括:
获取模块,用于获取油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置;
匹配模块,用于根据所述油门踏板的当前开度和所述双三相电机的当前位置匹配所述双三相电机的目标PWM控制策略;以及
控制模块,用于根据所述目标PWM控制策略和所述双相电机的软磁材料的矫顽力曲线生成目标PWM谐波,并将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链,使得所述双三相电机的两组三相绕组同时输出,满足所述电动汽车的动力需求。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,还包括:
第一修正模块,用于在将所述目标PWM谐波注入至所述软磁磁链之前,获取所述电动汽车的动力电池的放电倍率和放电曲线;根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波,以根据修正后的目标PWM谐波控制所述双三相电机的磁通进行增磁或退磁;
第二修正模块,用于在根据所述放电倍率和所述放电曲线修正所述目标PWM谐波之前,获取当前行驶道路的路谱信息,通过所述路谱信息对所述目标PWM谐波进行PI调节。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,还包括:
能量回收模块,用于当所述电动汽车处于能量回收工况,调整所述双三相电机的谐波参数为目标参数,利用所述目标参数调整所述整流效率,并在所述调整后的整流效率下对所述电动汽车的动力电池进行充电;
降温模块,用于获取所述双三相电机的当前温度,并判断所述当前温度是否大于预设阈值,如果所述当前温度大于所述预设阈值,则根据所述当前温度和所述电动汽车的当前负载工况匹配所述双三相电机的降温组件的目标PWM发波策略,利用所述目标PWM发波策略生成所述降温组件的目标载波,并利用所述目标载波控制所述降温组件进行降温。
9.一种电动汽车,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如权利要求1-5任一项所述的电动汽车的驱动控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行,以用于实现如权利要求1-5任一项所述的电动汽车的驱动控制方法。
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