CN116620259A - 混合动力汽车、双电机控制器及其控制方法 - Google Patents

混合动力汽车、双电机控制器及其控制方法 Download PDF

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CN116620259A CN202310814100.7A CN202310814100A CN116620259A CN 116620259 A CN116620259 A CN 116620259A CN 202310814100 A CN202310814100 A CN 202310814100A CN 116620259 A CN116620259 A CN 116620259A
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Abstract

本申请提供一种混合动力汽车、双电机控制器及其控制方法，该控制方法，首先判断发电机的电力连接端所接的第一驱动电路是否运行于电压闭环控制模式，当该第一驱动电路运行于电压闭环控制模式时，说明高压动力电池故障、其连接直流母线的接触器断开；此时，根据混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定直流母线的电压为目标，确定第二驱动电路的运行模式或者功率限值；也即，通过对于第一驱动电路和第二驱动电路的协同控制，共同维持直流母线上电压的稳定，避免单纯依靠第一驱动电路来控制直流母线电压时容易出现的直流母线电压波动问题。

Description

混合动力汽车、双电机控制器及其控制方法
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种混合动力汽车、双电机控制器及其控制方法。
背景技术
混合动力汽车以其低油耗、无里程焦虑等优点，受到越来越多的消费者喜欢；同时，混合动力汽车架构也越来越复杂，普遍开始采用双电机混合控制架构，其通常包括P1+P2架构或者P1+P3架构；其中，P1为发电机，用于为高压动力电池充电；P2或P3为驱动电机，用于驱动车辆行走；发电机和驱动电机可以采用一个双电机控制器进行控制，该双电机控制器的直流侧通过直流母线连接高压动力电池；另外，该高压动力电池输出至直流母线上的高压，通常直接采用DC/DC变换设备转化为低压，给低压蓄电池充电，从而取消了传统燃油车上的低压发电机装置。
若高压动力电池发生故障，其用于连接直流母线的接触器断开，该双电机控制器与该DC/DC变换设备失去动力源，低压蓄电池电源消耗完时，车辆只能停在原地等待救援，风险较大。为了解决该问题，现有技术通常采用将发电机切换到电压闭环控制模式的控制方案，使其向直流母线输出稳定高压，供该DC/DC变换设备使用，进而使车辆能够跛行到安全区域或修理厂。
但是，当高压动力电池故障、接触器断开后，该双电机控制器相当于失去了一个大的电容池，直流母线电压容易波动。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种混合动力汽车、双电机控制器及其控制方法，以避免直流母线电压波动的问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本申请第一方面提供了一种双电机控制器的控制方法，所述双电机控制器用于控制混合动力汽车中的发电机和驱动电机运行，所述发电机的电力连接端通过第一驱动电路连接所述混合动力汽车内双电机混合控制架构中的直流母线，所述驱动电机的电力连接端通过第二驱动电路连接所述直流母线；所述控制方法包括：
判断所述第一驱动电路是否运行于电压闭环控制模式；
若所述第一驱动电路运行于所述电压闭环控制模式，则根据所述混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式或者功率限值。
可选的，根据所述混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式或者功率限值，包括：
若所述整车跛行驱动方式为所述混合动力汽车的发动机通过闭合的离合器驱动整车运行，则以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式；
若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的功率限值。
可选的，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式，包括：
确定所述第二驱动电路的运行模式为关闭。
可选的，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式，包括：
确定所述第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式。
可选的，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式，包括：
判断所述混合动力汽车的车速是否小于预设速度；
若所述车速小于所述预设速度，则确定所述第二驱动电路的运行模式为关闭；
若所述车速大于等于所述预设速度，则确定所述第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式。
可选的，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的功率限值，包括：
若所述第二驱动电路从所述直流母线向所述驱动电机传输电能，则确定所述功率限值为第一功率限值；所述第一功率限值小于等于所述第一驱动电路的功率减去连接所述直流母线的DC/DC变换器的功率之差；
若所述第二驱动电路从所述驱动电机向所述直流母线传输电能，则确定所述功率限值为第二功率限值；所述第二功率限值小于等于所述DC/DC变换器的功率减去所述第一驱动电路的功率之差。
可选的，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
限制所述驱动电机的执行扭矩的变化步长小于等于第一预设步长。
可选的，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
以所述直流母线与所述第二驱动电路之间的电流，作为所述第一驱动电路的电压闭环控制的前馈量；
根据所述直流母线的电压和所述发电机的转速，对所述前馈量进行转换，得到前馈扭矩；
以所述前馈扭矩对所述电压闭环控制中调节器输出的调节扭矩进行叠加，得到执行扭矩，作为所述电压闭环控制的输出量。
可选的，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
限制所述发电机的执行扭矩的变化步长大于等于第二预设步长。
可选的，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
以零为幅值最大值，对所述发电机的执行扭矩进行限幅，并以限幅后的结果作为所述第一驱动电路的电压闭环控制的输出量。
本申请第二方面提供一种双电机控制器，包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，
所述第一控制单元的输出端连接第一驱动电路的控制端，所述第一驱动电路的直流侧连接混合动力汽车内双电机混合控制架构中的直流母线，所述第一驱动电路的交流侧连接所述混合动力汽车中发电机的电力连接端；
所述第二控制单元的输出端连接第二驱动电路的控制端，所述第二驱动电路的直流侧连接所述直流母线，所述第二驱动电路的交流侧连接所述混合动力汽车中驱动电机的电力连接端；
所述第一控制单元与所述第二控制单元通讯连接，以执行如上述第一方面任一种所述的双电机控制器的控制方法；其中，两个控制单元分别控制相应驱动电路运行，并监控另一控制单元对于相应驱动电路的运行模式控制。
可选的，还包括：第三控制单元，用于实现所述双电机控制器与其它控制器之间的信息交互；
所述双电机控制器内各控制单元之间的通讯速率，大于所述双电机控制器与其它控制器之间的通讯速率，且两者之差大于预设差值。
可选的，各控制单元分别为：同一微控制单元MCU内的不同核，或者，通讯连接的不同MCU。
可选的，所述第一驱动电路和所述第二驱动电路，集成于所述双电机控制器中。
本申请第三方面提供一种混合动力汽车，其双电机混合控制架构包括：发动机、发电机、驱动电机、离合器、高压动力电池、DC/DC变换器、低压蓄电池和如上述第二方面任一种所述的双电机控制器；其中，
所述发动机，与所述发电机相连，还通过所述离合器与所述驱动电机及混合动力汽车中的变速箱相连；
所述发电机的电力连接端，通过第一驱动电路连接直流母线；
所述驱动电机的电力连接端，通过第二驱动电路连接所述直流母线；
所述第一驱动电路和所述第二驱动电路，分别受控于所述双电机控制器中的对应控制单元；
所述高压动力电池，通过接触器，连接所述直流母线；
所述低压蓄电池，通过所述DC/DC变换器，连接所述直流母线。
可选的，其混合动力整车控制器HCU还用于：在整车跛行驱动方式为所述发动机通过闭合的所述离合器驱动整车运行时，限制车速在预设速度以下。
本申请提供的双电机控制器的控制方法，首先判断发电机的电力连接端所接的第一驱动电路是否运行于电压闭环控制模式，当该第一驱动电路运行于电压闭环控制模式时，说明高压动力电池故障、其连接直流母线的接触器断开；此时，根据混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定直流母线的电压为目标，确定第二驱动电路的运行模式或者功率限值；也即，通过对于第一驱动电路和第二驱动电路的协同控制，共同维持直流母线上电压的稳定，避免单纯依靠第一驱动电路来控制直流母线电压时容易出现的直流母线电压波动问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的混合动力汽车内双电机混合控制架构的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的双电机控制器的控制方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的双电机控制器的控制方法的另一种流程图；
图4为本申请实施例提供的双电机混合控制架构中共直流母线的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的电压闭环控制的逻辑框图；
图6为本申请实施例提供的双电机控制器中控制单元部分的一种结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
在本申请中，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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
现有方案所考虑的混合动力汽车架构中，单电机模式较多，双电机模式较少。而对于双电机混合控制架构，目前大多考虑的是高压动力电池发生故障后，如何过渡到对于发电机的电压闭环控制模式，对双电机控制器在电压闭环控制模式下如何进行控制的方案更是很少涉及。
考虑到在双电机混合控制架构中，发电机和驱动电机的驱动电路与DC/DC变换器共直流母线，三者对直流母线电压的影响都较大，若不兼顾考虑则在电压闭环控制过程中有可能会直接报欠压故障或过压故障，造成整车故障停机。因此，本申请提供一种双电机控制器的控制方法，以避免直流母线电压波动的问题。
参见图1，该发电机(如图中所示的P1电机)101的电力连接端通过第一驱动电路201连接混合动力汽车内双电机混合控制架构中的直流母线；该驱动电机(比如图中所示的TM电机)102的电力连接端通过第二驱动电路202连接该直流母线；另外，低压蓄电池302也通过DC/DC变换器203连接该直流母线；也即，该第一驱动电路201、该第二驱动电路202及DC/DC变换器203共直流母线。
该双电机控制器200，能够通过控制该第一驱动电路201运行，进而实现对于发电机101的运行控制；并能够通过控制该第二驱动电路202运行，进而实现对于驱动电机102的运行控制。实际应用中，该第一驱动电路201和该第二驱动电路202，可以集成于该双电机控制器200内部(如图1中所示)，也可以分别设置于相应电机的驱动器中(未进行图示)，只要受控于该双电机控制器200即可，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
当高压动力电池301故障、其接入直流母线的接触器K1断开后，由于上述共直流母线的原因，直流母线上的电压容易波动，此时若仅控制第一驱动电路201运行于电压闭环控制模式，并不能够确保直流母线上电压的稳定，因此，可以执行如图2所示的双电机控制器的控制方法，该控制方法具体包括：
S101、判断第一驱动电路是否运行于电压闭环控制模式。
实际应用中，在图1所示的双电机控制器200中，可以分别通过相应的控制单元211和212来实现对于两个驱动电路201和202的对应控制；两个控制单元211和212可以是同一多核MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)内的不同核，也可以是采用高速内部通讯机制的不同单核MCU，视其具体应用环境而定即可，此处不做限定。
两个控制单元不仅分别控制相应驱动电路运行，同时，还可以监控另一控制单元对于相应驱动电路的运行模式控制；比如，第二控制单元212控制第二驱动电路202运行，并监控第一控制单元211对于第一驱动电路201的运行模式控制；当第一控制单元211控制第一驱动电路201运行于电压闭环控制模式时，可以通过两个控制单元之间的通讯，使第二控制单元212获知这一情况。
若第一驱动电路运行于电压闭环控制模式，说明图1中所示的高压动力电池301故障、其连接直流母线的接触器K1已经断开，则执行S102。
S102、根据混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定直流母线的电压为目标，确定第二驱动电路的运行模式或者功率限值。
也即，在图1中的第一控制单元211控制第一驱动电路201运行于电压闭环控制模式的基础上，第二控制单元212同时控制第二驱动电路202运行于S102确定得到的运行模式或者功率限值之下，进而通过对两个驱动电路201和202的协同控制，能够更好的控制直流母线电压稳定。
本实施例提供的该双电机控制器的控制方法，通过对于第一驱动电路和第二驱动电路的协同控制，共同维持直流母线上电压的稳定，避免单纯依靠第一驱动电路来控制直流母线电压时容易出现的直流母线电压波动问题。
值得说明的是，实际应用中，由于上述双电机混合控制架构中驱动电机的存在，整车跛行可以采用不同的方式，除了单电机混动常用的闭合离合器、发动机带动整车运行的方式，还可以采用断开离合器、依靠驱动电机来驱动整车运行的方式。
也即，上一实施例中所述的该整车跛行驱动方式，可以为以下两种方式：
(1)混合动力汽车的发动机通过闭合的离合器驱动整车运行；
参见图1，该方式具体是：发动机401通过闭合的离合器402和变速箱403实现对于车轮的驱动，进而驱动整车运行；此时，该控制方法中的S102具体是以稳定直流母线的电压为目标，确定第二驱动电路的运行模式。
另外，该方式下，发动机401同时会带动发电机101发电运行，发电机101通过第一驱动电路201向直流母线传输电能，进而通过DC/DC变换器203向低压蓄电池302等低压设备供电。
(2)发动机带动发电机发电、驱动电机电动运行来驱动整车运行；
参见图1，该方式具体是：发动机401带动发电机101发电运行，发电机101通过第一驱动电路201向直流母线传输电能，这些电能中的一部分通过DC/DC变换器203向低压蓄电池302等低压设备供电，另一部分用来驱动该驱动电机102电动运行，再通过变速箱403实现对于车轮的驱动，进而驱动整车运行；此时，该控制方法中的S102具体是以稳定直流母线的电压为目标，确定第二驱动电路的功率限值。
下文再对两种整车跛行驱动方式下第二驱动电路的运行控制给出详细的具体说明。
在第(1)种整车跛行驱动方式下，具体可以确定该第二驱动电路的运行模式为关闭或零扭矩控制模式。
实际应用中，可以由HCU(Hybrid ControlUnit，混合动力整车控制器)下发发电机电压模式控制指令给双电机控制器，此时驱动电机相对直流母线电压来说相当于干扰，因此需要尽量避免第二驱动电路给直流母线电压带来影响。
当第二控制单元监控到第一驱动电路运行于电压闭环控制模式时，可以直接关闭该第二驱动电路，比如对该第二驱动电路进行封波处理，进而关闭驱动电机；此时驱动电机不会对第一驱动电路的电压闭环控制造成任何影响。
需要说明的是，由于第二驱动电路中各开关管的反并联二极管的存在，即便关闭该第二驱动电路，当车速较高时驱动电机通过第二驱动电路中相应的反并联二极管也会对直流母线产生一定的反电动势k*ψ*n，其中，ψ为电机磁链，n为转速，k为反电动势系数，k的取值与变速箱变比和轮胎半径等因素有关；若该反电动势k*ψ*n超过双电机控制器控制下的直流母线电压值Udc，则会对第一驱动电路的电压闭环控制产生影响，因此，此时整车可以通过控制发动机转速与变速箱档位，使车速n低于预设速度，进而保证驱动电机的反电动势k*ψ*n不超过当前的直流母线电压值Udc。也即发动机带动整车跛行时，需要对车速进行限制，防止驱动电机对第一驱动电路的电压闭环产生干扰。
另外，当第二控制单元监控到第一驱动电路运行于电压闭环控制模式时，还可以确定第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式；理想的情况下，当第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式时，驱动电机即不消耗电能，也不会发电，不会对直流母线电压产生干扰；但实际应用中，驱动电机零扭矩运行时，由于第二驱动电路中有开关管动作，还是会对直流母线电压造成一定的波动。
因此，优选在车速n低于上述预设速度时，采用直接关闭驱动电机的方案，而当车速n大于等于该预设速度时，对驱动电机采用零扭矩控制方案。此时，该控制方法参见图3，在第(1)种整车跛行驱动方式下，该控制方法的S102具体包括：
S201、判断混合动力汽车的车速是否小于预设速度。
若车速小于预设速度，则执行S202；若车速大于等于预设速度，则执行S203。
S202、确定第二驱动电路的运行模式为关闭。
S203、确定第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式。
也即，在第(1)种整车跛行驱动方式下，双电机混合动力汽车还应当考虑驱动电机的运行情况，否则不同的车速下，驱动电机会对直流母线电压产生较大影响，仅通过对于第一驱动电路的电压闭环控制来控制直流母线电压的稳定是比较困难的。具体是在车速n低于该预设速度时，关闭驱动电机；当需要超过该预设速度运行时，控制驱动电机零扭矩运行，尽量减小驱动电机对第一驱动电路的电压闭环干扰。
在第(2)种整车跛行驱动方式下，驱动电机驱动整车运行，保持离合器处于断开状态，整车动力由驱动电机提供；此时整车根据驾驶员油门开度，逐渐变化驱动电机的目标转矩；为了减小驱动电机运行时对发电机电压闭环所控制电压的影响，双电机控制器中的两个控制单元可以协调控制，维持直流母线电压的稳定。
此时，以稳定直流母线的电压为目标，确定第二驱动电路的功率限值，具体可以根据第二驱动电路的电能传输方向来进行确定；也即，该步骤具体可以包括：若第二驱动电路从直流母线向驱动电机传输电能，则确定功率限值为第一功率限值；第一功率限值小于等于第一驱动电路的功率减去连接直流母线的DC/DC变换器的功率之差；若第二驱动电路从驱动电机向直流母线传输电能，则确定功率限值为第二功率限值；第二功率限值小于等于DC/DC变换器的功率减去第一驱动电路的功率之差。
驱动电机的第二控制单元需要监控第一驱动电路的实时运行模式与实时发电功率PGen，当确定第一控制单元切换到了电压闭环控制模式，此时为了维持直流母线电压也即母线电容两端电压的稳定，第二控制单元需要做以下限制：
参见图4，当第二驱动电路202从直流母线向驱动电机102传输电能时，电流I1、I2及I3的方向如图中各箭头所示，此时，第一驱动电路201的发电功率PGen、第二驱动电路202的功率PTM及DC/DC变换器203的功率PDCDC之间有以下关系：PGen＝PTM+PDCDC；其中，DC/DC变换器203的功率PDCDC恒为正，需要满足低压蓄电池302的用电需求，实际应用中还可以同时满足车辆中其它低压设备的用电需求，此处不做限定，其实时取值具体可以由HCU发送到双电机控制器中。而且，此时，第二驱动电路202的功率PTM与DC/DC变换器203的功率PDCDC的和，应当小于第一驱动电路201的发电功率PGen；也即需要限制：PTM<PGen-PDCDC。实际应用中，为了给系统留有一定的控制余量，可以预留一定的功率调节空间，比如，可以限制PTM<k*(PGen-PDCDC)，也即，该第一功率限值可以设置为k*(PGen-PDCDC)，其中，k为小于1的值，比如可以选取为80％。
若车辆处于刹车模式或滑行能量回收模式，此时第二驱动电路从驱动电机向直流母线传输电能，驱动电机为发电状态，第一驱动电路的发电功率PGen、第二驱动电路的发电功率PTM及DC/DC变换器的功率PDCDC之间有以下关系：PTM+PGen＝PDCDC；因此，需要限制第二驱动电路的发电功率PTM使其满足：PTM<PDCDC-PGen。同样的，为了给系统留有一定的控制余量，需要预留一定的功率调节空间，可以限制PTM<k*(PDCDC-PGen)，也即，该第二功率限值可以设置为k*(PGen-PDCDC)，其中，k为小于1的值，比如可以选取为80％。
需要说明的是，为了防止驱动电机的功率PTM发生剧烈的变化，可以在执行S102的同时，对该驱动电机的执行转矩变化步长TorqStep进行限制，使其小于等于第一预设步长，也即采用设置的较小变化步长TorqStepMin。
另外，当第一控制单元切换到了电压闭环控制模式，为了快速调节直流母线电压，还可以进一步加快该电压闭环控制模式的响应速度。
实际应用中，该第一控制单元还可以通过与第二控制单元之间的信息交互，监控第二驱动电路与直流母线之间的电流(如图4中所示的I3)，也即第一控制单元可以获得直流母线与第二驱动电路之间实时的电流，进而在对第一驱动电路的电压闭环计算中作为一个前馈量，直接转化为电压闭环控制的输出转矩，提高第一驱动电路的电压闭环响应速度。
具体的，在第(2)种整车跛行驱动方式下，该控制方法在执行S102的同时，还可以包括：以直流母线与第二驱动电路之间的电流(如图4中所示的I3)，作为第一驱动电路的电压闭环控制的前馈量；然后，根据直流母线的电压和发电机的转速，对前馈量进行转换，得到前馈扭矩；再以前馈扭矩对电压闭环控制中调节器输出的调节扭矩进行叠加，得到执行扭矩，作为电压闭环控制的输出量。
参见图4，第一驱动电路201、第二驱动电路202及DC/DC变换器203，三者共直流母线，为了保证直流母线电压恒定，只要保证直流母线与三者之间的电流之和I1+I2+I3＝0即可。图5所示为第一控制单元中相应的逻辑框图，将电流I3作为第一驱动电路的电压闭环控制的前馈量；该电压闭环控制中的调节器可以为比例微分调节器(也即图5中所示的PI调节器)，其用于根据对直流母线的目标电压和反馈电压进行调节，进而得到调节扭矩；该电压闭环控制中的转换处理环节，用于根据直流母线的电压Udc和发电机的转速，对前馈量进行转换，具体的转换处理过程可以是：以电流I3与直流母线的电压Ud的乘积，除以发电机的转速，再除以固定系数9.55，得到该前馈扭矩。
由于在电压闭环系统中，转矩环相当于控制系统内环，为了加快发电机的电压闭环控制响应速度，内环转矩响应速度也可以同样进行加快，此时需要加快执行扭矩步长，具体可以是限制发电机的执行扭矩的变化步长大于等于第二预设步长，也即使其采用设置的较大变化步长TorqStepMax。
另外，由于发电机在电压闭环控制模式下，恒为发电状态，所以该电压闭环控制输出的执行扭矩要求其符号恒为负，此时，为了提高电压的控制精度，可以进一步该电压闭环控制输出的执行扭矩进行限幅，将其幅值最大值限制到0。也即，在执行S102的同时，该控制方法还可以包括：以零为幅值最大值，对发电机的执行扭矩进行限幅，并以限幅后的结果作为第一驱动电路的电压闭环控制的输出量。
由上述内容可知，驱动电机带动整车跛行时，可以通过限制驱动电机的输出功率与发电功率大小来稳定直流母线电压，还可以减小转矩步长以限制对应的功率变化速率；同时，对于发电机的电压闭环控制，可以添加上驱动电机所接第二驱动电路与直流之间的电流作为前馈，还可以加快发电机的转矩环影响速度以提高转矩输出响应速度，实现对于直流母线电压的快速调节，确保直流母线电压的稳定。另外，还可以对发电机的执行扭矩进行限幅，提高电压的控制精度。实际应用中，在驱动电机带动整车跛行时，可以同时采用上述多种方式，协调发电机与驱动电机的控制，共同维持直流母线电压稳定。
本申请另一实施例还提供了一种双电机控制器，参见图1或图6，包括：第一控制单元211和第二控制单元212；其中：
第一控制单元211的输出端连接第一驱动电路201的控制端，第一驱动电路201的直流侧连接混合动力汽车内双电机混合控制架构中的直流母线，第一驱动电路201的交流侧连接混合动力汽车中发电机101的电力连接端。
第二控制单元212的输出端连接第二驱动电路202的控制端，第二驱动电路202的直流侧连接该直流母线，第二驱动电路202的交流侧连接混合动力汽车中驱动电机102的电力连接端。
第一控制单元211与第二控制单元212通讯连接，以执行如上述任一实施例所述的双电机控制器的控制方法；该控制方法的具体过程及原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
参见图1，一种优选的控制方法是：若采用发动机401驱动整车跛行，则在车速低于预设速度时，关闭驱动电机102；而需要超过预设速度运行时，驱动电机102零扭矩运行，尽量减小驱动电机102对发电机101电压闭环的干扰。若采用驱动电机102驱动整车跛行，则可以采用驱动电机102限制功率以及减小转矩步长的方案；进一步的，还可以采用驱动电机102与直流母线之间的电流作为对于第一驱动动力201的电压闭环控制的前馈，并加大转矩步长的方案，以及，对电压闭环控制输出的执行扭矩采用最大值限制到0的方案。
其中，两个控制单元分别控制相应驱动电路运行，并监控另一控制单元对于相应驱动电路的运行模式控制，也即接收另一控制单元控制相应驱动电路所处的运行状态；也即，第一控制单元211控制第一驱动电路201运行，并监控第二控制单元212对于第二驱动电路202的运行模式控制，接收第二控制单元212控制第二驱动电路202所处的运行状态，如图6中所示的TM运行状态；第二控制单元212控制第二驱动电路202运行，并监控第一控制单元211对于第一驱动电路201的运行模式控制，接收第一控制单元211控制第一驱动电路201所处的运行状态，如图6中所示的P1运行状态。
实际应用中，参见图6，该双电机控制器中，还可以进一步包括：第三控制单元213；该第三控制单元213用于实现双电机控制器与其它控制器之间的信息交互，进行通讯接收与发送，比如接收HCU发送的指令，包括发电机电压模式控制指令，并将指令发送给相应的控制单元，比如将TM指令发送给第二控制单元212，将P1指令发送给第一控制单元211。而且。该双电机控制器内各控制单元之间的通讯速率，大于该双电机控制器与其它控制器之间的通讯速率，且两者之差大于预设差值。
另外，该双电机控制器中的各控制单元，可以分别为：同一MCU内的不同核(如图6中所示)，或者，通讯连接的不同MCU(如图1中所示)。也即，可以采用一个多核控制器来实现该双电机控制器，也可以采用多个单核控制器来实现该双电机控制器，多个单核控制器中采用高速的内部通讯机制，只要两个控制单元之间可以快速通讯即可。
需要说明的是，该第一驱动电路201和第二驱动电路202，可以集成于该双电机控制器中(如图1中所示)，也可以分别设置于相应电机的驱动器中(未进行图示)，只要受控于该双电机控制器即可，均在本申请的保护范围内。
图6仅对该双电机控制器中的控制单元部分进行了展示，且以一颗三核MCU为例，其中，核1作为第一控制单元211，通过控制第一驱动电路201来实现对于发电机101的运行控制；核2作为第二控制单元212，通过控制第二驱动电路202来实现对于驱动电机102的运行控制；核3用作该双电机控制器与整车其他部件之间实现信息交互的第三控制单元213，例如其可以接收HCU的指令。三个核之间可以相互通讯，且通讯速率远远高于该双电机控制器与HCU之间的通讯速率。由于电压闭环控制模式时，直流母线电压变化较快，核间的高速通讯能够实现驱动电机102与发电机101运行状态信息的快速交互，实现对于两者的协调控制，能够更好的控制直流母线电压稳定。
当高压动力电池301故障、其接入直流母线的接触器K1断开后，该双电机控制器相当于失去了一个大的电容池，直流母线上的电压容易波动，本实施例提供的该双电机控制器，采用一颗多核MCU或多颗MCU通过总线连接，以相互协调，使驱动电机102与发电机101的数据能够实现快速交互，以便能够协同控制直流母线电压稳定。
本申请另一实施例还提供了一种混合动力汽车，其双电机混合控制架构如图1中所示，具体包括：发动机401、发电机101、驱动电机102、离合器402、高压动力电池301、DC/DC变换器203、低压蓄电池302和如上述任一实施例所述的双电机控制器200；其中：
发动机401，与发电机101相连，还通过离合器402与驱动电机102及混合动力汽车中的变速箱403相连。
发电机101的电力连接端，通过第一驱动电路201连接直流母线；驱动电机102的电力连接端，通过第二驱动电路202连接直流母线；第一驱动电路201和第二驱动电路202，分别受控于双电机控制器200中的对应控制单元。
高压动力电池301，通过接触器K1，连接直流母线。
低压蓄电池302，通过DC/DC变换器203，连接直流母线；直流母线的正负极之间连接有母线电容C。
若采用发动机401驱动整车跛行，则在车速低于预设速度时，关闭驱动电机102；而需要超过预设速度运行时，驱动电机102零扭矩运行，尽量减小驱动电机102对发电机101电压闭环的干扰。即能满足跛行需求，还能使驱动电机102尽可能减小对第一驱动电路201的电压闭环稳定性的干扰；同时还可以满足车速较高时的行车需求。
实际应用中，该混合动力汽车的HCU除了实现现有技术中的各项功能，还可以用于：在整车跛行驱动方式为发动机401通过闭合的离合器402驱动整车运行时，限制车速在预设速度以下。
若采用驱动电机102驱动整车跛行，则可以采用驱动电机102限制功率以及减小转矩步长的方案，以减小驱动电机102对直流母线电压的扰动；进一步的，还可以采用驱动电机102与直流母线之间的电流作为对于第一驱动电路201的电压闭环控制的前馈，并加大转矩步长的方案，以及，对电压闭环控制输出的执行扭矩采用最大值限制到0的方案，提高电压闭环控制的快速性。
该双电机控制器200利用两个控制单元之间可以快速通讯的优势，在维持共同的直流母线电压时，两个控制单元相互协调，使总系统输出电压稳定，较单纯的依靠第一驱动电路201的电压闭环控制模式会使直流母线电压更稳定。
本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种双电机控制器的控制方法，其特征在于，所述双电机控制器用于控制混合动力汽车中的发电机和驱动电机运行，所述发电机的电力连接端通过第一驱动电路连接所述混合动力汽车内双电机混合控制架构中的直流母线，所述驱动电机的电力连接端通过第二驱动电路连接所述直流母线；所述控制方法包括：
判断所述第一驱动电路是否运行于电压闭环控制模式；
若所述第一驱动电路运行于所述电压闭环控制模式，则根据所述混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式或者功率限值。
2.根据权利要求1所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，根据所述混合动力汽车的整车跛行驱动方式，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式或者功率限值，包括：
若所述整车跛行驱动方式为所述混合动力汽车的发动机通过闭合的离合器驱动整车运行，则以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式；
若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的功率限值。
3.根据权利要求2所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式，包括：
确定所述第二驱动电路的运行模式为关闭。
4.根据权利要求2所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式，包括：
确定所述第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式。
5.根据权利要求2所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的运行模式，包括：
判断所述混合动力汽车的车速是否小于预设速度；
若所述车速小于所述预设速度，则确定所述第二驱动电路的运行模式为关闭；
若所述车速大于等于所述预设速度，则确定所述第二驱动电路的运行模式为零扭矩控制模式。
6.根据权利要求2所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的功率限值，包括：
若所述第二驱动电路从所述直流母线向所述驱动电机传输电能，则确定所述功率限值为第一功率限值；所述第一功率限值小于等于所述第一驱动电路的功率减去连接所述直流母线的DC/DC变换器的功率之差；
若所述第二驱动电路从所述驱动电机向所述直流母线传输电能，则确定所述功率限值为第二功率限值；所述第二功率限值小于等于所述DC/DC变换器的功率减去所述第一驱动电路的功率之差。
7.根据权利要求2所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在以稳定所述直流母线的电压为目标，确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
限制所述驱动电机的执行扭矩的变化步长小于等于第一预设步长。
8.根据权利要求2至7任一项所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
以所述直流母线与所述第二驱动电路之间的电流，作为所述第一驱动电路的电压闭环控制的前馈量；
根据所述直流母线的电压和所述发电机的转速，对所述前馈量进行转换，得到前馈扭矩；
以所述前馈扭矩对所述电压闭环控制中调节器输出的调节扭矩进行叠加，得到执行扭矩，作为所述电压闭环控制的输出量。
9.根据权利要求2至7任一项所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
限制所述发电机的执行扭矩的变化步长大于等于第二预设步长。
10.根据权利要求2至7任一项所述的双电机控制器的控制方法，其特征在于，若所述整车跛行驱动方式为所述发动机带动所述发电机发电、所述驱动电机电动运行来驱动整车运行，则在确定所述第二驱动电路的功率限值的同时，还包括：
以零为幅值最大值，对所述发电机的执行扭矩进行限幅，并以限幅后的结果作为所述第一驱动电路的电压闭环控制的输出量。
11.一种双电机控制器，其特征在于，包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，
所述第一控制单元的输出端连接第一驱动电路的控制端，所述第一驱动电路的直流侧连接混合动力汽车内双电机混合控制架构中的直流母线，所述第一驱动电路的交流侧连接所述混合动力汽车中发电机的电力连接端；
所述第二控制单元的输出端连接第二驱动电路的控制端，所述第二驱动电路的直流侧连接所述直流母线，所述第二驱动电路的交流侧连接所述混合动力汽车中驱动电机的电力连接端；
所述第一控制单元与所述第二控制单元通讯连接，以执行如权利要求1至10任一项所述的双电机控制器的控制方法；其中，两个控制单元分别控制相应驱动电路运行，并监控另一控制单元对于相应驱动电路的运行模式控制。
12.根据权利要求11所述的双电机控制器，其特征在于，还包括：第三控制单元，用于实现所述双电机控制器与其它控制器之间的信息交互；
所述双电机控制器内各控制单元之间的通讯速率，大于所述双电机控制器与其它控制器之间的通讯速率，且两者之差大于预设差值。
13.根据权利要求11或12所述的双电机控制器，其特征在于，各控制单元分别为：同一微控制单元MCU内的不同核，或者，通讯连接的不同MCU。
14.根据权利要求11或12所述的双电机控制器，其特征在于，所述第一驱动电路和所述第二驱动电路，集成于所述双电机控制器中。
15.一种混合动力汽车，其特征在于，其双电机混合控制架构包括：发动机、发电机、驱动电机、离合器、高压动力电池、DC/DC变换器、低压蓄电池和如权利要求11至14任一项所述的双电机控制器；其中，
所述发动机，与所述发电机相连，还通过所述离合器与所述驱动电机及混合动力汽车中的变速箱相连；
所述发电机的电力连接端，通过第一驱动电路连接直流母线；
所述驱动电机的电力连接端，通过第二驱动电路连接所述直流母线；
所述第一驱动电路和所述第二驱动电路，分别受控于所述双电机控制器中的对应控制单元；
所述高压动力电池，通过接触器，连接所述直流母线；
所述低压蓄电池，通过所述DC/DC变换器，连接所述直流母线。
16.根据权利要求15所述的混合动力汽车，其特征在于，其混合动力整车控制器HCU还用于：在整车跛行驱动方式为所述发动机通过闭合的所述离合器驱动整车运行时，限制车速在预设速度以下。
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