一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法及系统，本发明根据动力电池剩余电量状态SOC将车辆行驶模式区分为动力模式和经济模式，当车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值时，控制车辆处于动力模式下，按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出；当车辆动力电池剩余电量状态SOC小于设定值时，控制车辆处于经济模式下，根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶。本发明在保证车辆基本动力性能的前提下，使电机能够更多的工作在高效点附近，提高工作效率，并降低用电部件的耗电量，能够有效的延长纯电动汽车的续驶里程，并能减少整车电池的设计装载量，降低车辆使用成本。
【专利说明】
一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法及系统，属于电动汽车电机控制技术领域。
【背景技术】
[0002]电动汽车能够较好的解决石化能源紧缺和环境污染问题，但是续驶里程短和电池成本高等瓶颈严重制约了电动汽车的发展，由于国家和地方政府在新能源领域都有相应的补贴，新能源汽车购车成本并不是很高，因此用户更加关注电动汽车的使用成本一一电耗。从关键零部件角度提升电机和电池效率，并且兼顾成本，研发难度大、周期长，因此从控制的角度，在保证汽车基本性能的前提下优化电机工作效率，成为降低整车电耗的良好途径。
[0003]申请号201410419998.9的专利申请文件，公开了一种纯电动汽车匀速行驶时动力需求匹配和优化的方法，该方法通过将车速划分区间，在当前车速所在的区间内寻找动力系统最高效率工作点，并将车速维持在该工作点所对应的车速，使车辆在各个车速区间内以最经济车速行驶。这种方法虽然能够在一定程度上实现车辆的经济驾驶，但是它并不适用于加减速十分频繁的道路工况，如城市拥堵工况和郊区道路，因此适用工况十分有限，并且该方法也没有根据SOC值对车辆行驶模式进行区分。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法及系统，以解决目前电机控制不适用于加减速十分频繁的道路工况的问题。
[0005]本发明为解决上述技术问题提供了一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法，该控制方法包括以下步骤:
[0006]I)采集车辆动力电池剩余电量状态S0C，判断车辆动力电池剩余电量状态SOC是否大于设定值；
[0007]2)若小于设定值，则控制车辆在经济模式下行驶，即根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶；
[0008]3)若车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值，则控制车辆在动力模式下行驶，即控制驱动电机按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出，驱动车辆行驶。
[0009]所述步骤2)中高效点扭矩获取过程如下:
[0010]A.按照设定的对应间隔将电机扭矩和转速划分一个工作区间；
[0011 ] B.在每个区间内设置N个工作点，对每个工作点进行电机系统效率特性测试；
[0012]C.找到每个区间内电机效率最高的工作点，该电机效率最高工作点对应的电机扭矩即为电机效率最尚扭矩。
[0013]当车辆在经济模式下运行时，对车辆电附件进行降功率或关闭处理。
[0014]当车辆在经济模式下滑行时，控制电机按照高效点扭矩进行发电。
[0015]当车辆在经济模式下制动时，比较驾驶员需求电机扭矩与高效点扭矩，按照两者中较大的扭矩控制电机驱动车辆行驶。
[0016]当车辆在动力模式下滑行或制动时，根据制动踏板开度和当前电机转速，再结合实车标定确定电机发电扭矩，且保证电制动与原有气压制动的叠加扭矩能满足ECE制动法规要求，控制电机按照确定的发电扭矩控制电机发电。
[0017]本发明还提供了一种电动汽车驱动电机效率优化控制系统，该控制系统包括判断模块、经济模式控制模块和动力模式控制模块，
[0018]所述判断模块用于判断车辆动力电池剩余电量状态SOC是否大于设定值；
[0019]所述经济模式控制模块用于在SOC小于设定值时控制车辆在经济模式下行驶，SP根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶；
[0020]所述动力模式控制模块用于在车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值时，控制车辆在动力模式下行驶，即控制驱动电机按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出，驱动车辆行驶。
[0021 ]所述经济模式控制模块中高效点扭矩的获取过程如下:
[0022]a.按照设定的对应间隔将电机扭矩和转速划分一个工作区间；
[0023]b.在每个区间内设置N个工作点，对每个工作点进行电机系统效率特性测试；
[0024]c.找到每个区间内电机效率最高的工作点，该电机效率最高工作点对应的电机扭矩即为电机效率最尚扭矩。
[0025]当车辆在经济模式下运行时，经济模式控制模块对车辆电附件进行降功率或关闭处理。
[0026]当车辆在经济模式下滑行时，控制电机按照高效点扭矩进行发电；当车辆在经济模式下制动时，比较驾驶员需求电机扭矩与高效点扭矩，按照两者中较大的扭矩控制电机驱动车辆行驶。
[0027]本发明的有益效果是:本发明根据动力电池剩余电量状态SOC将车辆行驶模式区分为动力模式和经济模式，当车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值时，控制车辆处于动力模式下，按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出；当车辆动力电池剩余电量状态SOC小于设定值时，控制车辆处于经济模式下，对电附件进行降功率或关闭处理，根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶。本发明在经济模式下能够使电机以更高的效率输出扭矩，且能够同时适应频繁加减速的城市工况和中高速巡航工况。在保证车辆基本动力性能的前提下，使电机能够更多的工作在高效点附近，提高工作效率，并降低用电部件的耗电量，能够有效的延长纯电动汽车的续驶里程，并能减少整车电池的设计装载量，降低车辆使用成本。
【附图说明】
[0028]图1是电动汽车驱动电机效率优化控制方法的流程图；
[0029]图2是电动汽车驱动电机效率优化控制方法的原理图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0031]本发明的一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法的实施例
[0032]本发明根据动力电池剩余电量状态SOC将车辆行驶模式区分为动力模式和经济模式，当车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值时，控制车辆处于动力模式下，按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出；当车辆动力电池剩余电量状态SOC小于设定值时，控制车辆处于经济模式下，对电附件进行降功率或关闭处理，根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶。本发明的优化控制方法如图1所示，实现原理如图2所示，具体实现步骤如下:
[0033]I.采集车辆动力电池剩余电量状态SOC，判断车辆动力电池剩余电量状态SOC确定车辆行驶模式。
[0034]当采集到的车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值，则控制车辆工作在动力模式下，当采集到的车辆动力电池剩余电量状态SOC小于设定值时，控制车辆工作经济模式下，本实施例中的设定值为30%。
[0035]2.当车辆工作在经济模式下，对电附件进行降功率或关闭处理，根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车辆行驶。
[0036]其中高效点扭矩的获取过程如下:
[0037]A.按照设定的对应间隔将电机扭矩和转速划分一个工作区间。
[0038]本实施例中对电机扭矩每间隔200Nm转速每间隔300rpm划分一个工作区间，并对各个工作区间进行编号，如Al，A2，…，An。
[0039]B.在每个区间内设置N个工作点，对每个工作点进行电机系统效率特性测试。
[0040]本实施例在每个工作区间内测试6个工作点(扭矩间隔10Nm转速间隔10rpm)，如P1(A1)，P2(A1)，…P6(A1)，...。对每个工作区间各个工作点进行电机系统效率特性测试。[0041 ] C.找到每个区间内电机效率最高的工作点，该电机效率最高工作点对应的电机扭矩即为电机效率最尚扭矩。
[0042]电机系统效率的计算公式为:
[0043 ] 聰充=輸X獅器
[0044]本实施例中找到各个工作区间内电机效率最高的工作点，如Pmax(Al)，Pmax(A2),...,Pmax(An)。
[0045]当车辆在经济模式下行驶时，整车控制器根据采集的电机当前转速n_Mot和加速踏板开度信号，计算当前驾驶员需求的电机扭矩T_Dr i ve，确定电机当前转速和需求电机扭矩所在工作区间Am，然后在该工作区间内寻找当前转速下的最高效率工作点Pmax(Am，n_Mot)，将最高效率工作点所对应的电机扭矩作为电机输出扭矩T_EC0n0my，即高效点扭矩，驱动车辆行驶。其中，
[0046]T_Economy = T{Pmax(Am,n_Mot)}；
[0047]当车辆在经济模式下滑行时，整车控制器根据电机当前转速查询该转速下电机的工作区间，并查询该工作区间内该转速下最高效率工作点，所对应的电机扭矩，并发送滑行回馈扭矩命令给电机控制器，进行发电。
[0048]当车辆在经济模式下制动时，整车控制器根据电机当前转速查询该转速下电机的工作区间，并查询该工作区间内该转速下最高效率工作点，所对应的电机扭矩，将驾驶员需求扭矩和高效点扭矩进行对比，取较大值，并发送扭矩命令给电机控制器，电机响应扭矩命令并驱动车辆行驶。
[0049]T_Brake_Commd=Max{T_Brake，T_Economy}
[0050]3.当车辆工作在动力模式下，控制驱动电机按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出，驱动车辆行驶。
[0051]当车辆在动力模式下行驶时，根据加速踏板开度和当前转速下电机的峰值扭矩，计算驾驶员需求扭矩，并将该扭矩命令发送给电机控制器，电机控制器按照驾驶员需求扭矩控制电机，驱动车辆行驶。当车辆在动力模式下滑行或制动时，根据制动踏板开度和当前电机转速，并结合实车标定确定电机发电扭矩，且保证电制动与原有气压制动的叠加扭矩能满足ECE制动法规要求，将该扭矩命令发送给电机控制器，由电机控制器按照设定的发电扭矩控制电机进行发电。
[0052 ] T_Dr ive= Ac cPe d_Raw X T_max (n_Mo t)
[0053]本发明的一种电动汽车驱动电机效率优化控制系统的实施例
[0054]本实施例的控制系统包括判断模块、经济模式控制模块和动力模式控制模块，判断模块用于判断车辆动力电池剩余电量状态SOC是否大于设定值;经济模式控制模块用于在SOC小于设定值时控制车辆在经济模式下行驶，即根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶;动力模式控制模块用于在车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值时，控制车辆在动力模式下行驶，即控制驱动电机按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出，驱动车辆行驶。各个模块的实现过程已在方法的实施例中进行详细说明，这里不再赘述。
【主权项】
1.一种电动汽车驱动电机效率优化控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤: 1)采集车辆动力电池剩余电量状态SOC，判断车辆动力电池剩余电量状态SOC是否大于设定值； 2)若小于设定值，则控制车辆在经济模式下行驶，即根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶； 3)若车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值，则控制车辆在动力模式下行驶，即控制驱动电机按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出，驱动车辆行驶。2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机效率优化控制方法，其特征在于，所述步骤2)中尚效点扭矩获取过程如下: A.按照设定的对应间隔将电机扭矩和转速划分一个工作区间； B.在每个区间内设置N个工作点，对每个工作点进行电机系统效率特性测试； C.找到每个区间内电机效率最高的工作点，该电机效率最高工作点对应的电机扭矩即为电机效率最高扭矩。3.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机效率优化控制方法，其特征在于，当车辆在经济模式下运行时，对车辆电附件进行降功率或关闭处理。4.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机效率优化控制方法，其特征在于，当车辆在经济模式下滑行时，控制电机按照高效点扭矩进行发电。5.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机效率优化控制方法，其特征在于，当车辆在经济模式下制动时，比较驾驶员需求电机扭矩与高效点扭矩，按照两者中较大的扭矩控制电机驱动车辆行驶。6.根据权利要求1所述的电动汽车驱动电机效率优化控制方法，其特征在于，当车辆在动力模式下滑行或制动时，根据制动踏板开度和当前电机转速，再结合实车标定确定电机发电扭矩，且保证电制动与原有气压制动的叠加扭矩能满足ECE制动法规要求，控制电机按照确定的发电扭矩控制电机发电。7.—种电动汽车驱动电机效率优化控制系统，其特征在于，该控制系统包括判断模块、经济模式控制模块和动力模式控制模块， 所述判断模块用于判断车辆动力电池剩余电量状态SOC是否大于设定值； 所述经济模式控制模块用于在SOC小于设定值时控制车辆在经济模式下行驶，即根据驱动电机当前转速和驾驶员需求电机扭矩所对应的高效点扭矩对电机进行控制，驱动车行驶； 所述动力模式控制模块用于在车辆动力电池剩余电量状态SOC大于设定值时，控制车辆在动力模式下行驶，即控制驱动电机按照驾驶员需求的电机扭矩进行扭矩输出，驱动车辆行驶。8.根据权利要求7所述的电动汽车驱动电机效率优化控制系统，其特征在于，所述经济模式控制模块中高效点扭矩的获取过程如下: a.按照设定的对应间隔将电机扭矩和转速划分一个工作区间； b.在每个区间内设置N个工作点，对每个工作点进行电机系统效率特性测试； c.找到每个区间内电机效率最高的工作点，该电机效率最高工作点对应的电机扭矩即为电机效率最高扭矩。9.根据权利要求7所述的电动汽车驱动电机效率优化控制系统，其特征在于，当车辆在经济模式下运行时，经济模式控制模块对车辆电附件进行降功率或关闭处理。10.根据权利要求8所述的电动汽车驱动电机效率优化控制系统，其特征在于，当车辆在经济模式下滑行时，控制电机按照高效点扭矩进行发电；当车辆在经济模式下制动时，比较驾驶员需求电机扭矩与高效点扭矩，按照两者中较大的扭矩控制电机驱动车辆行驶。
【文档编号】B60L15/20GK105882452SQ201610257097
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】吴浩, 杨学青, 高建平, 苏常军, 刘振楠, 肖丹丹
【申请人】郑州宇通客车股份有限公司