CN117163004A - 基于最优效率的混动驱动系统控制方法、系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于最优效率的混动驱动系统控制方法、混动驱动系统和车辆，其中，该控制方法包括如下步骤：获取驾驶员需求转矩；计算发动机的当前可用转矩范围；以固定梯度ΔT将所述当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩；对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行所述当前的发动机转矩，控制电机执行所述当前的电机转矩。
Description
技术领域
本发明涉及车辆混动驱动系统的控制技术领域，具体地，涉及一种基于最优效率的混动驱动系统控制方法、混动驱动系统和车辆。
背景技术
对于车辆混动驱动系统能效寻优的控制方法而言，目前最为常见的是采用全局优化策略和基于逻辑门限值的控制策略(也被称之为基于规则的控制策略)。全局优化策略是在已知行驶工况的情况下，对系统能量进行效率最大化分配的策略，其多应用于NEDC(NewEuropean Driving Cycle，新欧洲行驶循环)和WLTC(World Light Vehicle Test Cycle，世界轻型汽车测试循环)工况。基于逻辑门限值的控制方法是一种通过设定门限值以将电机和发动机约束在目标工作区间的控制策略，该控制策略加上理论分析和离线仿真能够使得系统处在相对高效的区间运行。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个方面要解决的技术问题是如何针对不同的行驶工况和车辆状态在能效寻优的基础上实时地控制混动驱动系统。
此外，本发明的其它方面还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
本发明提供了一种基于最优效率的混动驱动系统控制方法、系统和车辆，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：
一种基于最优效率的混动驱动系统控制方法，其中，包括如下步骤：
获取驾驶员需求转矩；
计算发动机的当前可用转矩范围；
以固定梯度ΔT将所述当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩；
对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；
根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行所述当前的发动机转矩，控制电机执行所述当前的电机转矩。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述能耗损失比例ηloss通过如下公式计算：
其中，PLEng(n,T)为发动机损失功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PLMtr(ne,Te)为电机损失功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数；PLBatt(R,I)是电池损失功率，其是电池内阻R和电池电流I的函数，PLMech(S)是传动系损失功率，其与变速箱档位S相关；PTEng(n,T)是发动机总功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PTMtr(ne,Te)是电机总功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数。
可选地，根据本发明的一种实施方式，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则电机处于驱动状态，其转矩转速ne＝VRatioMtr，如果TdriveRatioEng＜T，则电机处于充电状态，其转矩Te＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr，转速ne＝nRatiomtr；如果TdriveRatioEng＝T，则电机转矩和转速都为0，其中RatioMtr为电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
可选地，根据本发明的一种实施方式，所述混动驱动系统包括用于充电和发动机调速的第一电机和用于驱动和能量回收的第二电机，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则第二电机处于驱动状态，其转矩转速ne2＝VRatioMtr2，第一电机转矩和转速都为0，如果TdriveRatioEng＜T，则第一电机处于充电状态，其转矩Te1＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr1，转速ne1＝nRatiomtr1，第二电机的转矩和转速都为0；如果TdriveRatioEng＝T，则两个电机的转矩和转速都为0，其中RatioMtr1为第一电机速比，RatioMtr2为第二电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
可选地，根据本发明的一种实施方式，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩Ti；
以Ti-ΔTj和Ti+ΔTj为范围按新的固定梯度再划分出N个发动机转矩，ΔTj为Ti所在的N个发动机转矩数列的固定梯度；
针对新划分的N个发动机转矩求出能耗损失比例；
重复执行上面三个步骤，直到用于划分的固定梯度小于预设的梯度ΔT0。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种混动驱动系统，其中，包括
采集模块，其获取驾驶员需求转矩；
计算模块，其计算发动机的当前可用转矩范围，以固定梯度ΔT将所述当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩。对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；
比较模块，其对求出的能耗损失比例进行比较，并选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；
控制模块，其根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行当前的发动机转矩，控制电机执行当前的电机转矩。
可选地，根据本发明的另一方面的一种实施方式，所述能耗损失比例ηloss通过如下公式计算：
其中，PLEng(n,T)为发动机损失功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PLMtr(ne,Te)为电机损失功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数；PLBatt(R,I)是电池损失功率，其是电池内阻R和电池电流I的函数，PLMech(S)是传动系损失功率，其与变速箱档位S相关；PTEng(n,T)是发动机总功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PTMtr(ne,Te)是电机总功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数。
可选地，根据本发明的另一方面的一种实施方式，所述计算模块通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则电机处于驱动状态，其转矩转速ne＝VRatioMtr，如果TdriveRatioEng＜T，则电机处于充电状态，其转矩Te＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr，转速ne＝nRatiomtr；如果TdriveRatioEng＝T，则电机转矩和转速都为0，其中RatioMtr为电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
可选地，根据本发明的另一方面的一种实施方式，所述混动驱动系统还包括用于充电和发动机调速的第一电机和用于驱动和能量回收的第二电机，所述计算模块通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则第二电机处于驱动状态，其转矩转速ne2＝VRatioMtr2，第一电机转矩和转速都为0，如果TdriveRatioEng＜T，则第一电机处于充电状态，其转矩Te1＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr1，转速ne1＝nRatiomtr1，第二电机的转矩和转速都为0；如果TdriveRatioEng＝T，则两个电机的转矩和转速都为0，其中RatioMtr1为第一电机速比，RatioMtr2为第二电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
可选地，根据本发明的另一方面的一种实施方式，所述计算模块通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩Ti；
以Ti-ΔTj和Ti+ΔTj为范围按新的固定梯度再划分出N个发动机转矩，ΔTj为Ti所在的N个发动机转矩数列的固定梯度；
针对新划分的N个发动机转矩求出能耗损失比例；
重复执行上面三个步骤，直到用于划分的固定梯度小于预设的梯度ΔT0。
根据本发明的再一方面，本发明提供了一种车辆，其中，所述车辆包括以上所述的混动驱动系统。
本发明的有益之处包括：
1.本发明的基于最优效率的混动驱动系统控制方法可以在不同的行驶工况和车辆状态中确定使得混动驱动系统具有最优效率的发动机和电机控制方式，并能够实时地进行计算和优化，使得在任意时刻系统在能量流动过程中的损失功率都保持最小；
2.本发明的基于最优效率的混动驱动系统控制方法综合考虑到电池的状态、传动系统不同档位的机械损失等来计算损失功率，并且采用遍历的方式对尽可能多的发动机转矩进行能耗损失比例的求取，使得获取的目标发动机转矩和电机转矩更加精确，更接近真实的系统效率最优点。
附图说明
参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，
图1示出根据本发明的一个实施方式提出的混动驱动系统控制方法的流程示意图；
图2示出根据本发明的另一方面的一个实施方式提出的混动驱动系统的模块示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神的条件下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性或者构件的先后顺序或装配顺序。
参考图1，其示出根据本发明的一个实施方式提出的混动驱动系统控制方法的流程示意图。该基于最优效率的混动驱动系统控制方法包括如下步骤：
获取驾驶员需求转矩；
计算发动机的当前可用转矩范围；
以固定梯度ΔT将当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩；
对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；
根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行所述当前的发动机转矩，控制电机执行所述当前的电机转矩。
在第一步骤中，发动机的当前可用转矩范围除了取决于发动机本体的转矩能力上下限外，还受到电机和电池的系统能力约束，因此，计算发动机的当前可用转矩范围不仅需要考虑发动机的转矩能力上下限，还需要考虑电机和电池的性能，如电机和电池的最大输出和输入功率等。确定发动机的当前可用转矩范围等于确定发动机的当前可用转矩的上下限，即得到发动机当前可用转矩的最小值Tmin和最大值Tmax。
那么在第二步骤中，即是将最小值Tmin和最大值Tmax之间的转矩按照固定梯度ΔT分为N-1等份，从而得到N个发动机转矩，在此将这N个发动机转矩记为T1、T2…TN。
在本发明的一个实施方式中，所述能耗损失比例ηloss通过如下公式计算：
其中，PLEng(n,T)为发动机损失功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PLMtr(ne,Te)为电机损失功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数；PLBatt(R,I)是电池损失功率，其是电池内阻R和电池电流I的函数，PLMech(S)是传动系损失功率，其与变速箱档位S相关；PTEng(n,T)是发动机总功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PTMtr(ne,Te)是电机总功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数。
在上述公式中，分子为系统的损失功率之和，分母为系统的总功率，包括发动机和电机的总功率。
在本发明的一个实施方式中，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则电机处于驱动状态，其转矩转速ne＝VRatioMtr，如果TdriveRatioEng＜T，则电机处于充电状态，其转矩Te＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr，转速ne＝nRatiomtr；如果TdriveRatioEng＝T，则电机转矩和转速都为0，其中RatioMtr为电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
应该理解的是，在车辆处于在档模式中，发动机转速通过车速与传动系速比直接求出。而当车辆不处于在档模式中时，也可以对于单个发动机转矩选取多个发动机转速进行遍历，以求出使得能耗损失比例最低的发动机转速作为当前的发动机转速。
应该理解的是，传动系的机械损失功率根据变速箱档位的不同而有所差异，例如对于变速箱L档和H档分别有不同的传动系损失功率。
在本发明的一个实施方式中，所述混动驱动系统包括用于充电和发动机调速的第一电机和用于驱动和能量回收的第二电机，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则第二电机处于驱动状态，其转矩转速ne2＝VRatioMtr2，第一电机转矩和转速都为0，如果TdriveRatioEng＜T，则第一电机处于充电状态，其转矩Te1＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr1，转速ne1＝nRatiomtr1，第二电机的转矩和转速都为0；如果TdriveRatioEng＝T，则两个电机的转矩和转速都为0，其中RatioMtr1为第一电机速比，RatioMtr2为第二电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
应该理解的是，当混动驱动系统具有第一电机和第二电机时，能耗损失比例ηloss的公式应该相应修改为：
其中，PLMtr1(ne1,Te1)和PLMtr2(ne2,Te2)分别为第一电机损失功率和第二电机损失功率，PTMtr2(ne2,Te2)和PTMtr2(ne2,Te2)分别为第一电机总功率和第二电机总功率。
在本发明的一个实施方式中，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩Ti；
以Ti-ΔTj和Ti+ΔTj为范围按新的固定梯度再划分出N个发动机转矩，ΔTj为Ti所在的N个发动机转矩数列的固定梯度；
针对新划分的N个发动机转矩求出能耗损失比例；
重复执行上面三个步骤，直到用于划分的固定梯度小于预设的梯度ΔT0。
在计算系统能耗损失比例的过程中，发动机转矩T1、T2…TN的样本数决定了系统的运算量和效率选择的真实度。如果N的取值太大，样本数太多，则系统运算量较大，对处理器性能要求就会很高，另一方面，由于运算量大，运行时间也会延长，在较长的运行时间下系统的运行工况可能已经发生改变，计算所得的能耗损失比例可能已经与当前的工况不匹配，这样实时性就会大打折扣；而如果N取值较小，则样本数太小，计算所得的能耗损失比例可能并非严格对应系统真实的效率最优的点，这样精确度就会受到影响。因此，该实施方式旨在确定一种T1、T2…TN的取值方案，使得控制方法可以兼顾样本数和运行时间。通过前三个步骤的反复执行，对发动机转矩的划分越来越靠近最优效率点，且不断变得精细，也就是说固定梯度不断减小，能够越来越精确地求出使得系统效率最优的发动机转矩。另一方面，在固定梯度小于预设的梯度ΔT0时停止执行并最终确定目标发动机转矩，给这种不断精细的划分和计算设定了上限，防止运行时间过长而伤害实时性。该预设的梯度ΔT0通过标定试验进行确定和预设。
参考图2，其示出根据本发明的另一方面的一个实施方式提出的混动驱动系统的模块示意图。该混动驱动系统100包括
采集模块1，其获取驾驶员需求转矩；
计算模块2，其计算发动机的当前可用转矩范围，以固定梯度ΔT将当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩。对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；
比较模块3，其对求出的能耗损失比例进行比较，并选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；
控制模块4，其根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行当前的发动机转矩，控制电机执行当前的电机转矩。
在本发明的另一方面的一个实施方式中，所述能耗损失比例ηloss通过如下公式计算：
其中，PLEng(n,T)为发动机损失功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PLMtr(ne,Te)为电机损失功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数；PLBatt(R,I)是电池损失功率，其是电池内阻R和电池电流I的函数，PLMech(S)是传动系损失功率，其与变速箱档位S相关；PTEng(n,T)是发动机总功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PTMtr(ne,Te)是电机总功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数。
在本发明的另一方面的一个实施方式中，所述计算模块2通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则电机处于驱动状态，其转矩转速ne＝VRatioMtr，如果TdriveRatioEng＜T，则电机处于充电状态，其转矩Te＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr，转速ne＝nRatiomtr；如果TdriveRatioEng＝T，则电机转矩和转速都为0，其中RatioMtr为电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
在本发明的另一方面的一个实施方式中，所述混动驱动系统100还包括用于充电和发动机调速的第一电机和用于驱动和能量回收的第二电机，所述计算模块2通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则第二电机处于驱动状态，其转矩转速ne2＝VRatioMtr2，第一电机转矩和转速都为0，如果TdriveRatioEng＜T，则第一电机处于充电状态，其转矩Te1＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr1，转速ne1＝nRatiomtr1，第二电机的转矩和转速都为0；如果TdriveRatioEng＝T，则两个电机的转矩和转速都为0，其中RatioMtr1为第一电机速比，RatioMtr2为第二电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
在本发明的另一方面的一个实施方式中，所述计算模块2通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩Ti；
以Ti-ΔTj和Ti+ΔTj为范围按新的固定梯度再划分出N个发动机转矩，ΔTj为Ti所在的N个发动机转矩数列的固定梯度；
针对新划分的N个发动机转矩求出能耗损失比例；
重复执行上面三个步骤，直到用于划分的固定梯度小于预设的梯度ΔT0。
本发明的再一方面还提出一种车辆，其包括以上所述的混动驱动系统。
应当理解的是，本发明的混动驱动系统可装设在各种车辆上，包括轿车、货车、客车、混合动力汽车等等。因此，本发明的主题还旨在保护装设有本发明的混动驱动系统的各种车辆。
应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。
Claims (11)
1.一种基于最优效率的混动驱动系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取驾驶员需求转矩；
计算发动机的当前可用转矩范围；
以固定梯度ΔT将所述当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩；
对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；
根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行所述当前的发动机转矩，控制电机执行所述当前的电机转矩。
2.根据权利要求1所述的混动驱动系统控制方法，其特征在于，所述能耗损失比例ηloss通过如下公式计算：
其中，PLEng(n,T)为发动机损失功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PLMtr(ne,Te)为电机损失功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数；PLBatt(R,I)是电池损失功率，其是电池内阻R和电池电流I的函数，PLMech(S)是传动系损失功率，其与变速箱档位S相关；PTEng(n,T)是发动机总功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PTMtr(ne,Te)是电机总功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数。
3.根据权利要求2所述的混动驱动系统控制方法，其特征在于，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则电机处于驱动状态，其转矩转速ne＝VRatioMtr，如果TdriveRatioEng＜T，则电机处于充电状态，其转矩Te＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr，转速ne＝nRatiomtr；如果TdriveRatioEng＝T，则电机转矩和转速都为0，其中RatioMtr为电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
4.根据权利要求2所述的混动驱动系统控制方法，其特征在于，所述混动驱动系统包括用于充电和发动机调速的第一电机和用于驱动和能量回收的第二电机，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则第二电机处于驱动状态，其转矩转速ne2＝VRatioMtr2，第一电机转矩和转速都为0，如果TdriveRatioEng＜T，则第一电机处于充电状态，其转矩Te1＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr1，转速ne1＝nRatiomtr1，第二电机的转矩和转速都为0；如果TdriveRatioEng＝T，则两个电机的转矩和转速都为0，其中RatioMtr1为第一电机速比，RatioMtr2为第二电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
5.根据权利要求1所述的混动驱动系统控制方法，其特征在于，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例还包括如下步骤：
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩Ti；
以Ti-ΔTj和Ti+ΔTj为范围按新的固定梯度再划分出N个发动机转矩，ΔTj为Ti所在的N个发动机转矩数列的固定梯度；
针对新划分的N个发动机转矩求出能耗损失比例；
重复执行上面三个步骤，直到用于划分的固定梯度小于预设的梯度ΔT0。
6.一种混动驱动系统，其特征在于，包括
采集模块，其获取驾驶员需求转矩；
计算模块，其计算发动机的当前可用转矩范围，以固定梯度ΔT将所述当前可用转矩范围划分为N个发动机转矩，对于每个发动机转矩求出混动驱动系统的能耗损失比例；
比较模块，其对求出的能耗损失比例进行比较，并选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩作为当前的发动机转矩；
控制模块，其根据所述当前的发动机转矩确定当前的电机转矩，并控制发动机执行当前的发动机转矩，控制电机执行当前的电机转矩。
7.根据权利要求6所述的混动驱动系统，其特征在于，所述能耗损失比例ηloss通过如下公式计算：
其中，PLEng(n,T)为发动机损失功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PLMtr(ne,Te)为电机损失功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数；PLBatt(R,I)是电池损失功率，其是电池内阻R和电池电流I的函数，PLMech(S)是传动系损失功率，其与变速箱档位S相关；PTEng(n,T)是发动机总功率，其是发动机转速n和发动机转矩T的函数；PTMtr(ne,Te)是电机总功率，其是电机转速ne和电机转矩Te的函数。
8.根据权利要求7所述的混动驱动系统，其特征在于，所述计算模块通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则电机处于驱动状态，其转矩转速ne＝VRatioMtr，如果TdriveRatioEng＜T，则电机处于充电状态，其转矩Te＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr，转速ne＝nRatiomtr；如果TdriveRatioEng＝T，则电机转矩和转速都为0，其中RatioMtr为电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
9.根据权利要求7所述的混动驱动系统，其特征在于，所述混动驱动系统还包括用于充电和发动机调速的第一电机和用于驱动和能量回收的第二电机，所述计算模块通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
根据车速和档位信息确定发动机转速n；
将驾驶员需求转矩Tdrive与发动机速比RatioEng的乘积与发动机转矩T进行比较，如果TdriveRatioEng＞T，则第二电机处于驱动状态，其转矩转速ne2＝VRatioMtr2，第一电机转矩和转速都为0，如果TdriveRatioEng＜T，则第一电机处于充电状态，其转矩Te1＝(TdriveRatioEng-T)RatioMtr1，转速ne1＝nRatiomtr1，第二电机的转矩和转速都为0；如果TdriveRatioEng＝T，则两个电机的转矩和转速都为0，其中RatioMtr1为第一电机速比，RatioMtr2为第二电机速比，V为车速；
根据发动机转矩和发动机转速通过查表求得发动机损失功率和发动机总功率，根据电机转矩和电机转速通过查表求得电机损失功率和电机总功率，根据电池内阻和电池工作电流通过查表求得电池损失功率，根据变速箱档位通过查表求得传动系损失功率。
10.根据权利要求6所述的混动驱动系统，其特征在于，所述计算模块通过如下方式求出对于每个发动机转矩的能耗损失比例：
选取最低能耗损失比例对应的发动机转矩Ti；
以Ti-ΔTj和Ti+ΔTj为范围按新的固定梯度再划分出N个发动机转矩，ΔTj为Ti所在的N个发动机转矩数列的固定梯度；
针对新划分的N个发动机转矩求出能耗损失比例；
重复执行上面三个步骤，直到用于划分的固定梯度小于预设的梯度ΔT0。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求6至10中任一项所述的混动驱动系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311123270.7A CN117163004A (zh) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | 基于最优效率的混动驱动系统控制方法、系统和车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311123270.7A CN117163004A (zh) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | 基于最优效率的混动驱动系统控制方法、系统和车辆 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117163004A true CN117163004A (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=88944329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311123270.7A Pending CN117163004A (zh) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | 基于最优效率的混动驱动系统控制方法、系统和车辆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117163004A (zh) |
-
2023
- 2023-09-01 CN CN202311123270.7A patent/CN117163004A/zh active Pending
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| PB01 | Publication | ||
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