DE102013213096A1 - Method and device for operating an electric or hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Elektro- oder Hybridfahrzeug umfasst ein elektrisches Hochvolt-System (HV_Sys). Das Hochvolt-System (HV_Sys) umfasst einen Hochvolt-Energiespeicher (Batt), zumindest einen Hochvolt-Verbraucher (Load), zumindest eine elektrische Maschine (EM) und eine Leistungselektronik (LE). Die Leistungselektronik (LE) ist energetisch gekoppelt mit der zumindest einen elektrischen Maschine (EM), mit dem Hochvolt-Energiespeicher (Batt) sowie mit dem zumindest einen Hochvolt-Verbraucher (Load). Der Hochvolt-Energiespeicher (Batt) ist energetisch gekoppelt mit dem zumindest einen Hochvolt-Verbraucher (Load). Es wird eine Drehzahl (n_EM) der zumindest einen elektrischen Maschine (EM) ermittelt und ein energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment ermittelt abhängig von der ermittelten Drehzahl (n_EM) und abhängig von einer vorgegebenen Rechenvorschrift, die auf einer vorgegebenen Approximationsfunktion zweiten Grades basiert. Hierbei approximiert die Approximationsfunktion einen Verlauf einer vorgegebenen Kennfeldkurve, die eine Verlustleistung der elektrischen Maschine (EM) in Abhängigkeit von einem Drehmoment (M_EM) der elektrischen Maschine repräsentiert.An electric or hybrid vehicle includes a high voltage electrical system (HV_Sys). The high-voltage system (HV_Sys) comprises a high-voltage energy store (Batt), at least one high-voltage consumer (Load), at least one electric machine (EM) and power electronics (LE). The power electronics (LE) is energetically coupled with the at least one electric machine (EM), with the high-voltage energy storage (Batt) and with the at least one high-voltage consumer (Load). The high-voltage energy storage (Batt) is energetically coupled with the at least one high-voltage consumer (load). A rotational speed (n_EM) of the at least one electric machine (EM) is determined, and an energy storage-related extreme traction torque is determined as a function of the determined rotational speed (n_EM) and dependent on a predetermined calculation rule based on a predetermined second-order approximation function. In this case, the approximation function approximates a profile of a predetermined characteristic curve, which represents a power loss of the electric machine (EM) as a function of a torque (M_EM) of the electrical machine.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sowie ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method and a corresponding device for operating an electric or hybrid vehicle and a computer program product.
Hybridfahrzeuge umfassen zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor zumindest einen Elektromotor beziehungsweise eine elektrische Maschine. Bei seriellen Hybridfahrzeugen wird ein Generator vom Verbrennungsmotor angetrieben, wobei der Generator den die Räder antreibenden Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt. Des Weiteren sind parallele Hybridfahrzeuge bekannt, bei denen eine Addition der Drehmomente des Verbrennungsmotors und zumindest einer mit dem Verbrennungsmotor verbindbaren elektrischen Maschine erfolgt. Aufgabe einer Momentenverteilung beziehungsweise einer Hybrid-Betriebsstrategie bei Hybridfahrzeugen ist die Verteilung des Fahrerwunschmoments beziehungsweise der Fahrerwunschleistung auf den Verbrennungsmotor und die zumindest eine Elektromaschine. Hierzu wird eine Drehmomentenstruktur genutzt, die eine modulare Beschreibung der Drehmomente umfasst, die im Antriebsstrang des Fahrzeugs vorliegen.Hybrid vehicles comprise at least one electric motor or one electric machine in addition to the internal combustion engine. In hybrid serial vehicles, a generator is driven by the internal combustion engine, with the generator supplying electric power to the electric motor driving the wheels. Furthermore, parallel hybrid vehicles are known in which an addition of the torques of the internal combustion engine and at least one connectable to the internal combustion engine electric machine. The task of a torque distribution or a hybrid operating strategy in hybrid vehicles is the distribution of the driver's desired torque or the driver's desired power to the internal combustion engine and the at least one electric machine. For this purpose, a torque structure is used, which includes a modular description of the torques present in the drive train of the vehicle.
Die Aufgabe, die der Erfindung zu Grunde liegt, ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sowie ein Computerprogrammprodukt zu schaffen, die einen zuverlässigen Betrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeugs ermöglichen.The object underlying the invention is to provide a method and an apparatus for operating an electric or hybrid vehicle and a computer program product, which enable a reliable operation of the electric or hybrid vehicle.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten und zweiten Aspekt aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, das ein elektrisches Hochvolt-System umfasst. Das Hochvolt-System umfasst einen Hochvolt-Energiespeicher, zumindest einen Hochvolt-Verbraucher, zumindest eine elektrische Maschine und eine Leistungselektronik. Die Leistungselektronik ist energetisch gekoppelt mit der zumindest einen elektrischen Maschine, mit dem Hochvolt-Energiespeicher sowie mit dem zumindest einen Hochvolt-Verbraucher. Der Hochvolt-Energiespeicher ist energetisch gekoppelt mit dem zumindest einen Hochvolt-Verbraucher. Es wird eine Drehzahl der zumindest einen elektrischen Maschine und ein energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment ermittelt abhängig von der ermittelten Drehzahl und abhängig von einer vorgegebenen Rechenvorschrift, die auf einer vorgegebenen Approximationsfunktion zweiten Grades basiert. Hierbei approximiert die Approximationsfunktion einen Verlauf einer vorgegebenen Kennfeldkurve, die eine Verlustleistung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem Drehmoment der elektrischen Maschine repräsentiert.The invention is characterized according to a first and second aspect by a method and a corresponding device for operating an electric or hybrid vehicle comprising a high-voltage electrical system. The high-voltage system comprises a high-voltage energy storage device, at least one high-voltage consumer, at least one electric machine and power electronics. The power electronics is energetically coupled with the at least one electric machine, with the high-voltage energy storage and with the at least one high-voltage consumer. The high-voltage energy storage is energetically coupled with the at least one high-voltage consumer. A rotational speed of the at least one electric machine and an energy storage-related extreme traction torque are determined as a function of the determined rotational speed and dependent on a predetermined computing rule based on a predetermined second-order approximation function. In this case, the approximation function approximates a profile of a predetermined characteristic curve, which represents a power loss of the electrical machine as a function of a torque of the electrical machine.
Vorteilhafterweise kann so ein energiespeicherbezogenes maximales und/oder minimales Traktionsdrehmoment analytisch ermittelt werden. Das genutzte Präfix „Extrem” bezeichnet ein Extremum, also ein Maxima oder ein Minimum. Ein energiespeicherbezogenes Maximal-Traktionsdrehmoment berücksichtigt eine maximale Energiespeicherleistung. Ein energiespeicherbezogenes Minimal-Traktionsdrehmoment berücksichtigt eine minimale Energiespeicherleistung.Advantageously, such an energy storage-related maximum and / or minimum traction torque can be determined analytically. The used prefix "extreme" denotes an extremum, ie a maximum or a minimum. An energy storage-related maximum traction torque takes into account a maximum energy storage capacity. An energy storage-related minimum traction torque takes into account a minimum energy storage capacity.
Für das Ermitteln des energiespeicherbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoments ist wenig Rechenleistung und wenig Speicherbedarf erforderlich, da nur Koeffizienten der Approximationsfunktion bereitgestellt werden müssen. Die Approximationsfunktion zweiten Grades ist hierbei vorzugsweise ein Approximationspolynom zweiten Grades. Ein Bereitstellen einer Vielzahl von Stützstellen der Kennfeldkurve, die die Verlustleistung der elektrischen Maschine abhängig von dem Drehmoment repräsentiert, ist nicht erforderlich. Die Verlustleistungsinformation der elektrischen Maschine kann somit mit nur sehr wenigen Daten – hauptsächlich mittels der Koeffizienten der Approximationsfunktion – charakterisiert werden. Die Verlustleistungsinformation der elektrischen Maschine kann so in Form der Koeffizienten der Approximationsfunktion auch über einen relativ langsamen und bandbreitenbegrenzten Fahrzeugbus, zum Beispiel einen CAN-Bus (Controller Area Network) ausreichend schnell übertragen werden. Dies ermöglicht, dass die Verlustleistungsinformation der elektrischen Maschine nicht zentral gespeichert sein muss, sondern eine Partitionierung eines Steuerungssystems des Elektro- oder Hybridfahrzeugs flexibel erfolgen kann.For calculating the energy storage-related extreme traction torque little computing power and little memory space is required because only coefficients of the approximation function must be provided. The second-degree approximation function is preferably a second-order approximation polynomial. It is not necessary to provide a multiplicity of sample points of the characteristic curve representing the power loss of the electrical machine as a function of the torque. The power loss information of the electric machine can thus be characterized with only very few data - mainly by means of the coefficients of the approximation function. The power loss information of the electrical machine can thus be transmitted sufficiently quickly in the form of the coefficients of the approximation function also over a relatively slow and bandwidth-limited vehicle bus, for example a CAN bus (Controller Area Network). This makes it possible that the power loss information of the electric machine need not be stored centrally, but a partitioning of a control system of the electric or hybrid vehicle can be flexible.
Der Hochvolt-Energiespeicher ist vorzugsweise als Batterie ausgebildet. Anstatt energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment kann auch der Begriff energiespeicherbedingtes Extrem-Traktionsdrehmoment genutzt werden.The high-voltage energy storage is preferably designed as a battery. Instead of energy storage-related extreme traction torque also the term energy-related extreme traction torque can be used.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten und zweiten Aspekt werden Koeffizienten der Approximationsfunktion abhängig von der Drehzahl der zumindest einen elektrischen Maschine ermittelt. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, einen Wirkungsgrad der elektrischen Maschine zu berücksichtigen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird eine Temperatur der elektrischen Maschine ermittelt und zumindest einer der Koeffizienten wird abhängig von der Temperatur der elektrischen Maschine ermittelt. Vorzugsweise wird der Koeffizient der Approximationsfunktion, der ein Absolutglied repräsentiert, abhängig von der Temperatur ermittelt. Ein Ermitteln des energiespeicherbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoment abhängig von der Temperatur ermöglicht, einen Wirkungsgrad der elektrischen Maschine zu berücksichtigen. Eine Berechnung des energiespeicherbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoments abhängig von der Temperatur mittels Kennfeldkurven mit einer Vielzahl von Stützstellen der Kennfeldkurve erfordert dagegen eine Bereitstellung und Verarbeitung einer enormen Datenmenge, da in diesem Fall dreidimensionale Kennfelder ausgewertet werden müssen. In an advantageous embodiment according to the first and second aspects, coefficients of the approximation function are determined as a function of the rotational speed of the at least one electrical machine. Advantageously, this makes it possible to take into account an efficiency of the electric machine. In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, a temperature of the electrical machine is determined and at least one of the coefficients is determined depending on the temperature of the electrical machine. Preferably, the coefficient of the approximation function representing an absolute term is determined depending on the temperature. Determining the energy storage-related extreme traction torque depending on the temperature makes it possible to consider an efficiency of the electric machine. On the other hand, a calculation of the energy storage-related extreme traction torque as a function of the temperature by means of characteristic curve curves with a large number of interpolation points of the characteristic curve requires the provision and processing of an enormous amount of data, since in this case three-dimensional characteristic diagrams have to be evaluated.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird ein elektrisches Extrem-Systemtraktionsdrehmoment für das elektrische Hochvolt-System ermittelt abhängig von dem energiespeicherbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoment und einem vorgegebenen Extrem-Traktionsdrehmoment der elektrischen Maschine und/oder einem vorgegebenen leistungselektronikbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoment. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, ein verfügbares elektrisches Extrem-Systemtraktionsdrehmoment zu ermitteln für eine Limitierung einer Drehmomentenstruktur der Motorsteuerung. Die Drehmomentenstruktur ist hierbei abhängig von jeweiligen Drehmomentengrenzen. Für die Berechnung des verfügbaren elektrischen Extrem-Systemtraktionsdrehmoments werden vorzugsweise Leistungsverluste oder Wirkungsgradinformationen der elektrischen Maschine berücksichtigt. Dies ermöglicht eine Umrechnung zwischen mechanischer und elektrischer Domäne. Für eine Berücksichtigung der Verlustleistung der elektrischen Maschine und der Leistungselektronik wird daher für einen aktuellen Betriebspunkt der elektrischen Maschine eine Verlustleistungsapproximation in Form eines Polynoms zweiten Grades, insbesondere die vorgegebene Approximationsfunktion, genutzt. Dies ermöglicht, das energiespeicherbezogene Extrem-Traktionsdrehmoment analytisch zu berechnen. Die Koeffizienten der Approximationsfunktion zur Verlustleistungsapproximation werden der Rechenvorschrift zur Ermittlung des energiespeicherbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoments zur Verfügung gestellt.In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, an electrical extreme system traction torque for the electrical high-voltage system is determined depending on the energy storage-related extreme traction torque and a predetermined extreme traction torque of the electric machine and / or a predetermined power electronics related extreme traction torque. Advantageously, this enables an available extreme electrical system traction torque to be determined for limiting a torque structure of the engine control. The torque structure is dependent on the respective torque limits. For calculating the available extreme electrical system traction torque, power losses or efficiency information of the electric machine are preferably taken into account. This allows a conversion between mechanical and electrical domain. For a consideration of the power loss of the electric machine and the power electronics, therefore, a power loss approximation in the form of a polynomial of the second degree, in particular the predetermined approximation function, is used for a current operating point of the electrical machine. This makes it possible to analytically calculate the energy storage related extreme traction torque. The coefficients of the approximation function for power loss approximation are provided to the calculation rule for determining the energy storage-related extreme traction torque.
Das elektrische Extrem-Sytemtraktionsdrehmoment ist ein zentrales Element für eine Überwachung der Einhaltung von Bauteilgrenzen des Hochvolt-Systems. Vorzugsweise wird das elektrische Extrem-Sytemtraktionsdrehmoment abhängig von einer maximalen beziehungsweise minimalen Energiespeicherleistung ermittelt. Als Energiespeicherleistung werden hierbei kurzfristige Energiespeicherleistungswerte herangezogen. Das elektrische Extrem-Sytemtraktionsdrehmoment berücksichtigt vorzugsweise keine Vorausschau, keine strategische Degradation, keine Drehmomentevorhalte und/oder keine Leistungsvorhalte.The extreme electrical system torque is a key element for monitoring compliance with component limits of the high-voltage system. Preferably, the electrical extreme system traction torque is determined as a function of a maximum or minimum energy storage capacity. As energy storage capacity, short-term energy storage performance values are used here. The extreme electrical system drag torque preferably does not consider foresight, strategic degradation, torque reserves, and / or performance constraints.
Eine analytische Berechnung des energiespeicherbezogenen Extrem-Traktionsdrehmoment ermöglicht eine effiziente Berechnung des elektrischen Extrem-Sytemtraktionsdrehmoments und eine modulare Struktur eines Steuerungssystems des Elektro- und Hybridfahrzeugs, bei dem Schnittstellen genau definiert werden können, womit sich ein Abstimmungsaufwand und Entwicklungsaufwand gering gehalten werden kann.An analytical calculation of the energy storage-related extreme traction torque enables efficient calculation of extreme electrical system torque and a modular structure of a control system of the electric and hybrid vehicle in which interfaces can be precisely defined, thus minimizing coordination effort and development effort.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts umfasst das elektrische Hochvolt-System zumindest eine erste und eine zweite elektrische Maschine und das elektrische Extrem-Systemtraktionsdrehmoment bezüglich der ersten elektrischen Maschine wird abhängig von einem vorgegebenen Extrem-Korrelationstraktionsdrehmoment ermittelt, das eine Drehmomentenverteilung zwischen der ersten und zweiten elektrischen Maschine charakterisiert. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, eine Drehmomentenverteilung zwischen der ersten und zweiten Maschine bei der Ermittlung des elektrischen Extrem-Systemtraktionsdrehmoment zu berücksichtigen, und damit das Extrem-Systemtraktionsdrehmoment genauer zu ermitteln.In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, the high-voltage electrical system comprises at least a first and a second electric machine and the extreme electrical system traction torque with respect to the first electric machine is determined depending on a predetermined extreme correlation traction torque having a torque distribution between the characterized first and second electric machine. Advantageously, this allows a torque distribution between the first and second machines to be taken into account in determining the extreme electrical system traction torque and thereby more accurately determine the extreme system traction torque.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts repräsentieren die jeweiligen Extrem-Traktionsdrehmomente, energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment, Extrem-Traktionsdrehmoment der elektrischen Maschine, leistungselektronikbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment und Extrem-Korrelationstraktionsdrehmoment, jeweils maximale Drehmomente und dasjenige Extrem-Traktionsdrehmoment wird als Extrem-Systemtraktionsdrehmoment bestimmt, das den kleinsten Wert aufweist. In dem Fall, dass das Hochvolt-System nur eine elektrische Maschine aufweist, ist keine Extrem-Korrelationstraktionsdrehmoment zu berücksichtigen. In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, the respective extreme traction torques, energy storage related extreme traction torque, extreme traction torque of the electric machine, power electronics related extreme traction torque and extreme correlation traction torque respectively represent maximum torques and the one extreme traction torque is expressed as extreme torque. Determines system traction torque having the smallest value. In the case that the high-voltage system has only one electric machine, no extreme correlation torque is to be considered.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts repräsentieren die jeweiligen Extrem-Traktionsdrehmomente, energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment, Extrem-Traktionsdrehmoment der elektrischen Maschine, leistungselektronikbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment und Extrem-Korrelationstraktionsdrehmoment, jeweils minimale Drehmomente und dasjenige Extrem-Traktionsdrehmoment wird als Extrem-Systemtraktionsdrehmoment bestimmt, das den größten Wert aufweist. In dem Fall, dass das Hochvolt-System nur eine elektrische Maschine aufweist, ist keine Extrem-Korrelationstraktionsdrehmoment zu berücksichtigen.In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, the respective extreme traction torques, energy storage-related extreme traction torque, extreme traction torque of the electric machine, power electronics related extreme traction torque and extreme correlation traction torque respectively represent minimum torques, and that extreme traction torque is expressed as extreme torque. Determines system traction torque that has the largest value. In the case that the high-voltage system has only one electric machine, no extreme correlation torque is to be considered.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts wird abhängig von dem ermittelten Extrem-Systemtraktionsdrehmoment eine Extrem-Traktionsenergiespeicherleistung ermittelt. Ferner wird eine Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine ermittelt und ein zweites energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment bezüglich der zweiten elektrische Maschine ermittelt abhängig von der ermittelten Drehzahl der zweiten Maschine, abhängig von der Extrem-Traktionsenergiespeicherleistung und abhängig von der vorgegebenen Rechenvorschrift, die auf der vorgegebenen Approximationsfunktion zweiten Grades basiert. Hierbei approximiert die Approximationsfunktion einen Verlauf einer vorgegebenen Kennfeldkurve, die eine Verlustleistung der zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem Drehmoment der zweiten elektrischen Maschine repräsentiert. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, eine Energiespeicherleistungsverteilung zwischen der ersten und zweiten Maschine bei der Ermittlung des elektrischen Extrem-Systemtraktionsdrehmoment zu berücksichtigen, und damit das Extrem-Systemtraktionsdrehmoment bezüglich der zweiten Maschine genauer zu ermitteln.In a further advantageous embodiment of the first and second aspects, an extreme traction energy storage capacity is determined as a function of the determined extreme system traction torque. Furthermore, a rotational speed of the second electric machine is determined and a second energy storage-related extreme traction torque with respect to the second electrical machine determined depending on the determined speed of the second machine, depending on the extreme traction energy storage capacity and depending on the predetermined calculation rule, the second on the predetermined approximation function Grades based. In this case, the approximation function approximates a course of a predetermined characteristic curve which represents a power loss of the second electric machine as a function of a torque of the second electric machine. Advantageously, this allows an energy storage power distribution between the first and second machines to be taken into account in determining the extreme electrical system traction torque and thereby more accurately determine the extreme system traction torque with respect to the second machine.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem dritten Aspekt aus durch ein Computerprogramm zum Betreiben eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei das Computerprogramm ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt bei seiner Ausführung auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung durchzuführen.The invention is characterized according to a third aspect by a computer program for operating an electric or hybrid vehicle, wherein the computer program is designed to carry out a method according to the first aspect when executed on a data processing device.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem vierten Aspekt aus durch ein Computerprogrammprodukt. Das Computerprogrammprodukt umfasst ausführbaren Programmcode, wobei der Programmcode bei Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung die Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt ausführt. Das Computerprogrammprodukt umfasst insbesondere ein von der Datenverarbeitungsvorrichtung lesbares Medium, auf dem der Programmcode gespeichert ist.The invention is characterized according to a fourth aspect by a computer program product. The computer program product comprises executable program code, wherein the program code, when executed by a data processing device, performs the steps of the method according to the first aspect. In particular, the computer program product comprises a medium which can be read by the data processing device and on which the program code is stored.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts gelten hierbei auch für den dritten und vierten Aspekt.Advantageous embodiments of the first aspect also apply to the third and fourth aspects.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings.
Es zeigen:Show it:
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided across the figures with the same reference numerals.
Für die Leistungsbilanz des Hochvoltsystems HV_Sys gilt:
Die Leistung P_AE der Antriebselektronik setzt sich gemäß Gl. 2 zusammen aus einer mechanischen Leistung P_mech_EM der elektrischen Maschine EM, die die Maschine EM abgibt, und der Verlustleistung P_Verlust_EM der elektrischen Maschine EM beziehungsweise der Verlustleistung P_Verlust_LE der Leistungselektronik LE:
Die Verlustleistung P_Verlust_EM der elektrischen Maschine EM kann abhängig von einem Drehmoment M_EM der elektrischen Maschine EM ermittelt werden. Die Verlustleistung P_Verlust_LE der Leistungselektronik kann abhängig von einem Strom I_EM, der an die elektrische Maschine EM abgegeben wird, ermittelt werden. Hierbei können die Verlustleistung P Verlust EM der elektrischen Maschine EM und die Verlustleistung P_Verlust_LE der Leistungselektronik LE ineinander umgerechnet werden und als ein Term P_Verlust_EM; LE berücksichtigt werden.The power loss P_Verlust_EM the electric machine EM can be determined depending on a torque M_EM the electric machine EM. The power loss P_Verlust_LE the power electronics can be determined depending on a current I_EM, which is delivered to the electric machine EM. Here, the power loss P loss EM of the electric machine EM and the power loss P_Verlust_LE the power electronics LE can be converted into each other and as a term P_Verlust_EM; LE be taken into account.
Für die Berechnung eines verfügbaren elektrischen Extrem-Systemtraktionsdrehmoment werden vorzugsweise Leistungsverluste oder Wirkungsgradinformationen der elektrischen Maschine EM berücksichtigt. Für eine Berücksichtigung der Verlustleistung P_Verlust_EM der elektrischen Maschine EM beziehungsweise der Leistungselektronik P_Verlust_LE wird für einen aktuellen Betriebspunkt der elektrischen Maschine EM eine Verlustleistungsapproximation in Form eines Polynoms genutzt. Dies ermöglicht, ein energiespeicherbezogenes Extrem-Traktionsdrehmoment analytisch zu berechnen.For calculating an available extreme electrical system traction torque, power losses or efficiency information of the electric machine EM are preferably taken into account. For a consideration of the power loss P_Verlust_EM the electric machine EM or the power electronics P_Verlust_LE a loss power approximation in the form of a polynomial is used for a current operating point of the electric machine EM. This makes it possible to analytically calculate an energy storage-related extreme traction torque.
Die erste Kurve KE und die zweite Kurve AP repräsentieren jeweils die Verlustleistung für eine bestimmte Drehzahl und für eine bestimmte Temperatur der elektrischen Maschine EM.The first curve KE and the second curve AP each represent the power loss for a specific speed and for a specific temperature of the electric machine EM.
In analoger Weise kann die Verlustleistung P_Verlust_LE der Leistungselektronik in Abhängigkeit von dem Strom I_EM, der durch die elektrische Maschine fließt, genutzt werden.In an analogous manner, the power loss P_Verlust_LE the power electronics in dependence on the current I_EM, which flows through the electric machine can be used.
Die Verlustleistung P_Verlust_EM der elektrischen Maschine EM kann durch eine Approximationsfunktion zweiten Grades approximiert werden.
Die Koeffizienten können für die jeweiligen Drehzahlen und die jeweiligen Temperaturen der elektrischen Maschine EM im Vorfeld ermittelt und gespeichert werden.The coefficients can be determined and stored for the respective rotational speeds and the respective temperatures of the electric machine EM in advance.
Im Folgenden erfolgt eine ausschließliche Berechnung von Maximalwerten. Eine Berechnung von Minimalwerten erfolgt analog.Below is an exclusive calculation of maximum values. A calculation of minimum values takes place analogously.
Unter Nutzung von Gl. 1 ergibt sich: wobei PBat eine aktuelle Leistung des Hochvolt-Energiespeichers Batt repräsentiert.Using Eq. 1 results: where P Bat represents a current power of the high-voltage energy storage Batt.
Der aktuellen Leistung des Hochvolt-Energiespeichers Einsetzen wird die maximale Leistung des Hochvolt-Energiespeichers
Ein energiespeicherbezogenes Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM_max,Bat wird ermittelt abhängig von einer ermittelten aktuellen Drehzahl n_EM der elektrischen Maschine EM und abhängig von einer vorgegebenen Rechenvorschrift, die auf der vorgegebenen Approximationsfunktion zweiten Grades nach Gl. 2 basiert. Die Rechenvorschrift ist in Gl. 4 angegeben.An energy storage-related maximum traction torque M_EM_max, Bat is determined as a function of a determined current rotational speed n_EM of the electric machine EM and dependent on a predetermined calculation rule which is based on the specified second-order approximation function according to Eq. 2 based. The calculation rule is in Eq. 4 indicated.
Die Koeffizienten werden hierbei abhängig von der aktuellen Drehzahl ermittelt aus der Menge der vorab gespeicherten Koeffizienten. Insbesondere das Absolutglied c wird hierbei noch zusätzlich abhängig von der aktuellen Temperatur der elektrischen Maschine EM aus der Menge der vorab gespeicherten Absolutglieder c ermittelt.The coefficients are determined depending on the current speed from the set of previously stored coefficients. In particular, the absolute member c is in this case additionally determined depending on the current temperature of the electric machine EM from the amount of the previously stored absolute members c.
In einem Schritt S12 wird das energiespeicherbezogene Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,Batt bezüglich der ersten elektrischen Maschine EM1 gemäß Gl. 4 ermittelt.In a step S12, the energy storage-related maximum traction torque M_EM1_max, Batt with respect to the first electric machine EM1 according to Eq. 4 determined.
Als Eingangsgrößen werden hierbei die maximale Energiespeicherleistung P_Batt,max, die Leistung P_DC-Load der Hochvolt-Verbraucher, die ermittelte Drehzahl n_EM1 der ersten elektrischen Maschine EM1 und die für die ermittelte Drehzahl n_EM1 ermittelten Koeffizienten a1, b1, c1 genutzt.In this case, the maximum energy storage power P_Batt, max, the power P_DC-load of the high-voltage consumers, the determined rotational speed n_EM1 of the first electric machine EM1 and the coefficients a1, b1, c1 determined for the determined rotational speed n_EM1 are used as input variables.
In einem Schritt S14 wird ein Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys bezüglich der ersten elektrischen Maschine EM1 ermittelt. In dem Schritt S14 erfolgt ein Vergleich des energiespeicherbezogenen Maximal-Traktionsdrehmoments M_EM1_max,Batt mit einem vorgegebenen Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,EM der ersten elektrischen Maschine EM1, einem vorgegebenen leistungselektronikbezogenem Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,LE und einem vorgegebenen Maximal-Korrelationstraktionsdrehmoment M_max,KorEM1, das eine Drehmomentenverteilung zwischen der ersten und zweiten elektrischen Maschine EM1, EM2 charakterisiert. In dem Schritt S14 wird dasjenige Maximal-Traktionsdrehmoment als Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys bestimmt, das den kleinsten Wert aufweist.In a step S14, a maximum system traction torque M_EM1_max, Sys with respect to the first electric machine EM1 is determined. In step S14, a comparison of the energy storage-related maximum traction torque M_EM1_max, Batt with a predetermined maximum traction torque M_EM1_max, EM of the first electric machine EM1, a predetermined power electronics-related maximum traction torque M_EM1_max, LE and a predetermined maximum correlation traction torque M_max, KorEM1, the a torque distribution between the first and second electric machine EM1, EM2 characterized. In step S14, the maximum traction torque is determined to be the maximum system traction torque M_EM1_max, Sys having the smallest value.
In einem Schritt S16 wird abhängig von dem ermittelten Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys, das bezogen auf die erste elektrische Maschine EM1 ermittelt wurde, eine Maximal-Traktionsenergiespeicherleistung P_BattTr,max ermittelt. In a step S16, a maximum traction energy storage capacity P_BattTr, max is determined as a function of the determined maximum system traction torque M_EM1_max, Sys, which was determined with reference to the first electric machine EM1.
In einem Schritt S18 wird ein zweites energiespeicherbezogenes Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM2_max,Batt bezüglich der zweiten elektrischen Maschine EM2 ermittelt abhängig von einer ermittelten Drehzahl n_EM2 der zweiten Maschine sowie abhängig von der Maximal-Traktionsenergiespeicherleistung P_BattTr,max und abhängig von der vorgegebenen Rechenvorschrift nach Gl. 4, die auf der vorgegebenen Approximationsfunktion zweiten Grades basiert, wobei die Approximationsfunktion in diesem Fall einen Verlauf einer vorgegebenen Kennfeldkurve approximiert, die eine Verlustleistung der zweiten elektrischen Maschine EM2 in Abhängigkeit von einem Drehmoment der zweiten elektrischen Maschine EM2 repräsentiert.In a step S18, a second energy storage-related maximum traction torque M_EM2_max, Batt with respect to the second electric machine EM2 is determined as a function of a determined rotational speed n_EM2 of the second engine and dependent on the maximum traction energy storage power P_BattTr, max and depending on the predetermined calculation rule according to Eq. 4, which is based on the predetermined second-order approximation function, the approximation function in this case approximating a course of a predetermined characteristic curve, which represents a power loss of the second electric machine EM2 in dependence on a torque of the second electric machine EM2.
Ein Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM2_max,Sys bezüglich der zweiten Maschine EM2 kann abhängig von dem zweiten energiespeicherbezogenen Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM2_max,Batt analog zu dem Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys der ersten Maschine ermittelt werden. Die Drehmomentengrenzen des Elektro- und Hybridfahrzeugs können so als Funktion der Drehzahlen n_EM1,n_EM2, Temperatur, einem Leistungselektronikzustand LE, und einem Zustand des Hochvolt-Energiespeichers Batt berechnet werden. Die Maximal-Systemtraktionsdrehmomente M_EM1_max,Sys, M_EM2_max,Sys werden vorzugsweise in vorgegebenen Zeitabständen, zum Beispiel alle 10 ms, ermittelt und der Drehmomentenstruktur zugeführt.A maximum system traction torque M_EM2_max, Sys with respect to the second machine EM2 can be determined as a function of the second energy storage-related maximum traction torque M_EM2_max, Batt analogous to the maximum system traction torque M_EM1_max, Sys of the first machine. The torque limits of the electric and hybrid vehicle can thus be calculated as a function of the rotational speeds n_EM1, n_EM2, temperature, a power electronics state LE, and a state of the high-voltage energy store Batt. The maximum system traction torques M_EM1_max, Sys, M_EM2_max, Sys are preferably determined at predetermined time intervals, for example every 10 ms, and supplied to the torque structure.
Das zweite Programm weist ebenfalls die Schritte S12 bis S18 auf. Das zweite Programm wird fortgesetzt, falls das energiespeicherbezogene Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,Batt bezüglich der ersten Maschine größer ist als das Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys bezüglich der ersten Maschine und somit die erste elektrische Maschine EM1 und/oder die Leistungselektronik LE für eine Drehmomentenlimitierung verantwortlich ist. In diesem Falle wird das Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys vorzugsweise nicht mit einer aktuellen Batteriespannung ermittelt.The second program also has the steps S12 to S18. The second routine continues if the energy storage-related maximum traction torque M_EM1_max, Batt with respect to the first machine is greater than the maximum system traction torque M_EM1_max, Sys with respect to the first machine, and thus the first electric machine EM1 and / or the power electronics LE responsible for torque limitation is. In this case, the maximum system traction torque M_EM1_max, Sys is preferably not determined with a current battery voltage.
In diesem Falle wird in einem Schritt S20 abhängig von der in dem Schritt S16 ermittelten Maximal-Traktionsenergiespeicherleistung P_BattTr,max eine maximale Batteriespannung ermittelt. In einem Schritt S22 wird ein weiteres Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,EM_ii der ersten elektrischen Maschine EM1 und/oder ein weiteres leistungselektronikbezogenes Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,EM_ii abhängig von der ermittelten maximalen Batteriespannung ermittelt.In this case, a maximum battery voltage is determined in a step S20 as a function of the maximum traction energy storage power P_BattTr, max determined in step S16. In a step S22, a further maximum traction torque M_EM1_max, EM_ii of the first electric machine EM1 and / or a further power electronics-related maximum traction torque M_EM1_max, EM_ii is determined as a function of the determined maximum battery voltage.
In einem Schritt S24 erfolgt ein Vergleich des energiespeicherbezogenen Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,Batt und dem ermittelten weiteren Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,EM_ii der ersten elektrischen Maschine EM1 und dem ermittelten weiteren leistungselektronikbezogenen Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,LE_ii.In a step S24, a comparison is made of the energy storage-related maximum traction torque M_EM1_max, Batt and the determined further maximum traction torque M_EM1_max, EM_ii of the first electric machine EM1 and the determined further power electronics-related maximum traction torque M_EM1_max, LE_ii.
In dem Schritt S24 wird dasjenige Maximal-Traktionsdrehmoment als zu nutzendes Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys_ii bezüglich der ersten elektrischen Maschine EM1 bestimmt, das den kleinsten Wert aufweist.In step S24, the maximum traction torque is determined to be the maximum system traction torque M_EM1_max, Sys_ii to be used with respect to the first electric machine EM1 having the smallest value.
Es ist zu erkennen, dass bei geringeren Drehzahlen das energiespeicherbezogene Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM_max,Batt kleiner ist als das Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM_max,EM der elektrischen Maschine EM und somit eine aktuelle Leistungsfähigkeit des Hochvolt-Energiespeichers Batt systembegrenzend für die Drehmomentenverteilung in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug ist.It can be seen that at lower speeds, the energy storage-related maximum traction torque M_EM_max, Batt is smaller than the maximum traction torque M_EM_max, EM of the electric machine EM and thus a current performance of the high-voltage energy storage Batt system-limiting for the torque distribution in the electric or Hybrid vehicle is.
Abhängig von einer Dimensionierung der Leistungselektronik LE kann eine Leistungsfähigkeit und ein daraus abgeleitetes leistungselektronikbezogenes Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM_max,LE geringer sein als das energiespeicherbezogene Maximaltrationsdrehmoment M_EM_max,Batt und das Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM_max,EM der elektrischen Maschine EM und somit eine aktuelle Leistungsfähigkeit der Leistungselektronik LE systembegrenzend für die Drehmomentenverteilung in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug sein. Die Leistungselektronik LE kann beispielsweise einen Pulswechselrichter und/oder einen DC/DC-Wandler umfassen. Depending on a dimensioning of the power electronics LE, a performance and a power electronics-related maximum traction torque M_EM_max, LE derived therefrom may be less than the energy storage-related maximum torque M_EM_max, Batt and the maximum traction torque M_EM_max, EM of the electric machine EM and thus a current performance of the power electronics LE system limiting for the torque distribution in the electric or hybrid vehicle. The power electronics LE can for example comprise a pulse inverter and / or a DC / DC converter.
Die Motorsteuerung DME stellt beispielsweise ein Maximal-Korrelationstraktionsdrehmoment M_max,KorEM1 für die erste elektrische Maschine EM 1 bereit und leitet dieses weiter an die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE. Das jeweils einzustellende Traktionsdrehmoment M_EM1_ctrl, M_EM2_ctrl wird an eine Steuervorrichtung SG_EM1 der ersten elektrischen Maschine EM1 beziehungsweise an eine Steuervorrichtung SG_EM2 der zweiten elektrischen Maschine EM2 weitergeleitet. Die jeweilige Steuervorrichtung SG_EM1, SG_EM2 stellt jeweils maschinenspezifisch das Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,EM, M_EM2_max,EM, das leistungselektronikbezogene Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,LE, M_EM2_max,LE, die aktuelle Drehzahl n_EM1, n_EM2 sowie die abhängig von der Drehzahl ermittelten Koeffizienten a1, a2, b1, b2, c1, c2 bereit und leitet diese an die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE weiter.The engine controller DME provides, for example, a maximum correlation traction torque M_max, KorEM1 for the first electric machine EM 1 and forwards it to the drive electronics control device AE. The respectively to be set traction torque M_EM1_ctrl, M_EM2_ctrl is forwarded to a control device SG_EM1 the first electric machine EM1 or to a control device SG_EM2 the second electric machine EM2. The respective control device SG_EM1, SG_EM2 respectively sets the maximum traction torque M_EM1_max, EM, M_EM2_max, EM, the power electronics-related maximum traction torque M_EM1_max, LE, M_EM2_max, LE, the current rotational speed n_EM1, n_EM2 and the coefficients a1 determined as a function of the rotational speed. a2, b1, b2, c1, c2 and forwards them to the drive electronics control device AE.
Ferner umfasst das Steuerungssystem Ctrl_Sys die Steuervorrichtung SME des Hochvolt-Energiespeichers Batt. Die Steuervorrichtung SME des Hochvolt-Energiespeichers Batt leitet beispielsweise die maximale Leistung P_Batt,max des Hochvolt-Energiespeichers Batt an die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE weiter. Optional weist die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE einen Strom-Spannungswächter auf, der die maximale Leistung P_Batt,max des Hochvolt-Energiespeichers Batt gegebenenfalls vorgegeben anpasst und die angepasste maximale Leistung des Hochvolt-Energiespeichers Batt an die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE weiterleitet.Furthermore, the control system Ctrl_Sys comprises the control device SME of the high-voltage energy store Batt. For example, the control device SME of the high-voltage energy store Batt forwards the maximum power P_Batt, max of the high-voltage energy store Batt to the drive electronics control device AE. Optionally, the drive electronics control device AE has a current-voltage monitor which optionally adapts the maximum power P_Batt, max of the high-voltage energy store Batt and forwards the adapted maximum power of the high-voltage energy store Batt to the drive electronics control device AE.
Die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE umfasst beispielsweise ein Berechnungsmodul TQP, das ausgebildet ist, das energiespeicherbezogene Maximal-Traktionsdrehmoment M_EM1_max,Batt, M_EM2_max,Batt und das Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys, M_EM2_max,Sys für die jeweiligen Maschinen EM1, EM2 zu ermitteln.The drive electronics control device AE comprises, for example, a calculation module TQP which is designed to determine the energy storage-related maximum traction torque M_EM1_max, Batt, M_EM2_max, Batt and the maximum system traction torque M_EM1_max, Sys, M_EM2_max, Sys for the respective machines EM1, EM2.
Ferner umfasst die Antriebselektronik-Steuervorrichtung AE ein Degradationsmodul DEGR, an das das elektrische Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys, M_EM2_max,Sys der ersten und zweiten elektrischen Maschine EM1, EM2 weitergeleitet wird. Das jeweilige elektrische Maximal-Systemtraktionsdrehmoment M_EM1_max,Sys, M_EM2_max,Sys wird beispielsweise weitergeleitet an die Drehmomentenstruktur der Motorsteuerung DME.Furthermore, the drive electronics control device AE comprises a degradation module DEGR, to which the maximum electrical system torque M_EM1_max, Sys, M_EM2_max, Sys of the first and second electric machines EM1, EM2 is forwarded. The respective maximum electrical system torque M_EM1_max, Sys, M_EM2_max, Sys is forwarded, for example, to the torque structure of the engine control DME.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
- a1, b1, c1; a2, b2, c2a1, b1, c1; a2, b2, c2
- Koeffizienten einer ApproximationsfunktionCoefficients of an approximation function
- AEAE
- Antriebselektronik-SteuervorrichtungDrive Electronics controller
- BattBatt
- Hochvolt-EnergiespeicherHigh-voltage energy storage
- ECUECU
- KarosseriesteuergerätBody Control Module
- cc
- Absolutgliedabsolute term
- Crtl_SysCrtl_Sys
- Steuerungssystemcontrol system
- DEGRDEGR
- DegradationsmodulDegradationsmodul
- DMEDME
- Motorsteuerungmotor control
- EKVMECMT
- Steuervorrichtung für einen elektrischen KältemittelverdichterControl device for an electric refrigerant compressor
- EMEM
- elektrische Maschineelectric machine
- EM1EM1
- erste elektrische Maschinefirst electric machine
- EM2EM2
- zweite elektrische Maschinesecond electric machine
- HV_SysHV_Sys
- Hochvolt-SystemHigh-voltage system
- I_EMI_EM
- Strom der elektrischen MaschineElectricity of the electric machine
- LELE
- Leistungselektronikpower electronics
- LoadLoad
- Hochvolt-VerbraucherHigh-voltage consumers
- M_EMM_EM
- Drehmoment der elektrischen MaschineTorque of the electric machine
- M_EM1_max,EMM_EM1_max, EM
- Maximaltraktionsdrehmoment der ersten elektrischen MaschineMaximum traction torque of the first electric machine
- M_EM1_max,Batt, M_EM2_max,BattM_EM1_max, Batt, M_EM2_max, Batt
- energiespeicherbezogenes Maximaltraktionsdrehmomentenergy storage related maximum traction torque
- M_EM1_max,LEM_EM1_max, LE
- leistungselektronikbezogenes Maximaltraktionsdrehmomentpower-electronics-related maximum traction torque
- M_EM1_max,SysM_EM1_max, Sys
- elektrisches Maximal-Systemtraktionsdrehmomentelectrical maximum system torque
- M_EM1_max,Sys_iiM_EM1_max, Sys_ii
- weiteres elektrisches Maximal-Systemtraktionsdrehmomentfurther maximum electrical system torque
- M_max,KorEM1M_max, KorEM1
- Maximal-KorrelationstraktionsdrehmomentMaximum correlation traction torque
- n_EM1,n_EM1,
- n_EM2 Drehzahl n_EM2 speed
- P_BatTr,maxP_BatTr, max
- Maximal-TraktionsbatterieleistungMaximum traction battery power
- P_Verlust_EMP_Verlust_EM
- Verlustleistung der elektrischen MaschinePower loss of the electric machine
- P_Verlust_LEP_Verlust_LE
- Verlustleistung der LeistungselektronikPower loss of the power electronics
- SG_EM1SG_EM1
- Steuervorrichtung der ersten elektrische MaschineControl device of the first electric machine
- SG_EM2SG_EM2
- Steuervorrichtung der zweiten elektrischen MaschineControl device of the second electric machine
- SMESME
- Steuervorrichtung des Hochvolt-EnergiespeichersControl device of the high-voltage energy storage
- TQPTQP
- Berechnungsmodulcalculation module
- UzUz
- ZwischenkreisspannungIntermediate circuit voltage
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019118308A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Powertrain degradation system for vehicles with multiple power sources |
CN117021958A (en) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 北京理工华创电动车技术有限公司 | Electric braking method and double-motor driving system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005006369A1 (en) * | 2004-02-14 | 2005-09-08 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit | Optimal choice of input torque with stability of power flow for a hybrid electric vehicle |
-
2013
- 2013-07-04 DE DE102013213096.1A patent/DE102013213096A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005006369A1 (en) * | 2004-02-14 | 2005-09-08 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit | Optimal choice of input torque with stability of power flow for a hybrid electric vehicle |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019118308A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Powertrain degradation system for vehicles with multiple power sources |
CN117021958A (en) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 北京理工华创电动车技术有限公司 | Electric braking method and double-motor driving system |
CN117021958B (en) * | 2023-10-09 | 2024-01-05 | 北京理工华创电动车技术有限公司 | Electric braking method and double-motor driving system |
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