一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置制造方法
【專利摘要】一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置屬于汽車電子控制領(lǐng)域，是國家倡導(dǎo)且大力支持的技術(shù)發(fā)展方向，由設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(1)、電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)、電驅(qū)動電子控制單元(3)、電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)、電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)組成，調(diào)節(jié)電動汽車電驅(qū)動轉(zhuǎn)速的同時實現(xiàn)每時每刻調(diào)控電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配。在電動汽車電驅(qū)動調(diào)速過程中，電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置根據(jù)目標轉(zhuǎn)速、負載扭矩對電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間進行調(diào)節(jié)，間接實現(xiàn)對電動汽車電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，同時實現(xiàn)電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配。
【專利說明】—種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本案屬汽車電子控制領(lǐng)域，是國家倡導(dǎo)且大力支持的技術(shù)發(fā)展方向。

二、【背景技術(shù)】
[0002]當今，世界面臨地球環(huán)境惡化難題，全世界社會精英都在關(guān)注此難題，并共同作出節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟對策。
[0003]傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機使用燃油作能量原料，運轉(zhuǎn)過程中排放的尾氣，破壞自然環(huán)境，針對這種情況，電動汽車脫穎而出，整個社會正投入大量的人力、物力、財力做研究，并取得一些成果，電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置(ECU)研究成果也出現(xiàn)欣欣向榮的喜人景象，但電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置(ECU)關(guān)系到動力電池儲存電能的利用，也關(guān)系到電動汽車的驅(qū)動能力，集中體現(xiàn)電動汽車的動力性、電能能耗的經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性、通過性及駕駛舒適性。本案綜合考慮上述因素，提出一種電動汽車電驅(qū)動電子控制新思路，從電動汽車電驅(qū)動輸入功率與負載功率需求匹配角度考慮，設(shè)計電動汽車電驅(qū)動電子控制方案，即一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種新的電動汽車電驅(qū)動電子控制設(shè)計方案——一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，調(diào)節(jié)電動汽車電驅(qū)動轉(zhuǎn)速的同時實現(xiàn)每時每刻調(diào)控電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配。
[0005]本案是一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，由設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)、電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)、電驅(qū)動電子控制單元(3)、電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器
(4)、電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)組成。
[0006]圖中，設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置⑴由電動汽車駕駛?cè)藛T控制，其功用如同傳統(tǒng)電噴燃油汽車的油門踏板，為電驅(qū)動電子控制單元(3)提供電動汽車駕駛?cè)藛T設(shè)定電驅(qū)動目標轉(zhuǎn)速信號；電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)采集電動汽車電驅(qū)動當前實際轉(zhuǎn)速，為電驅(qū)動電子控制單元(3)提供電動汽車電驅(qū)動當前實際轉(zhuǎn)速信號；電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)采樣電動汽車電驅(qū)動負載，以負載扭矩的物理量提供給電驅(qū)動電子控制單元
(3);電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)是電力電子執(zhí)行機構(gòu)，接收電驅(qū)動電子控制單元(3)發(fā)出的占空比指令，控制電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間與斷電時間。
[0007]該實用新型在工作中能夠?qū)崿F(xiàn)每時每刻調(diào)控電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配。

四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖是一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置工作原理示意圖。

五、【具體實施方式】
[0009]本案適用于開關(guān)供電類型電驅(qū)動，如電力發(fā)動機(專利號:201010171217.0)、開關(guān)磁阻電動機、無刷直流電動機等，該類型電驅(qū)動特點是工作過程中電流恒定，通過調(diào)節(jié)對電驅(qū)動線圈繞組供電時間實現(xiàn)調(diào)節(jié)電驅(qū)動輸出功率。具體計算:假設(shè)電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速為n，單位為轉(zhuǎn)/分，則電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ為$單位為秒，假如在電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ內(nèi)對電驅(qū)動線圈繞組的供電時間為t (O < t < ζ )，單位為秒，則在電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ內(nèi)作用在負載上的功w為u*i* n*t,單位為焦耳,其中，U是電驅(qū)動工作電壓,單位為伏特，I是電驅(qū)動線圈繞組內(nèi)工作電流，單位為安培，n是電驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換為機械能的效率；則在電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ξ內(nèi)電驅(qū)動驅(qū)動功率P為單位為瓦，令丄為D，則在電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周
ζ ζ ' ζ期?內(nèi)電驅(qū)動驅(qū)動功率P可表示為u*i* n*D。
[0010]D即為占空比，值域為O彡D彡I，通過上述可知，占空比D是電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ內(nèi)對電驅(qū)動線圈繞組的供電時間為t與電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ之比，換言之，只要知道占空比D與電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速為n(電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ)，即可知道電驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)周期ζ內(nèi)對電驅(qū)動線圈繞組的供電時間為t，為?*ζ或
[0011]占空比D可由電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配條件計算出來，占空比D是由負載需求功率決定的，模型推演過程如下:
[0012]電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動電動汽車行駛時，電驅(qū)動電子控制單元(3)通過設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)實時采集電動汽車駕駛?cè)藛T操控的預(yù)期調(diào)控目標轉(zhuǎn)速nT，單位為轉(zhuǎn)/分；電驅(qū)動電子控制單元(3)通過電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)實時采集電動汽車電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速n。，單位為轉(zhuǎn)/分；電驅(qū)動電子控制單元(3)通過電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器
(4)實時采集電動汽車電驅(qū)動拖動負載扭矩T，單位為牛.米。同時，電驅(qū)動電子控制單元
(3)根據(jù)電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配的最經(jīng)濟行駛條件原則通過電驅(qū)動電子控制單元⑶實時采集的數(shù)據(jù)nT、n。、T計算占空比D (O彡D彡I),具體計算如下:
[0013]電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率Pd，單位為瓦
[0014]Pd = U*I*n*D
[0015]負載需求功率P1，單位為千瓦
[0016]P廠"τ-τ -
L J1 9549.297
[0017]電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配，即
_8] iSrp丨

Πχ * T
[0019]-=----
1000 9549.297
[0020]計算占空比D

nT * T
[0021]D =-

U * I * η * 9.549297
[0022]同理，計算當前占空比I)'

Πγ* * T
[0023]Of =---
U 小 η * 9.549297
[0024]電驅(qū)動電子控制單元(3)根據(jù)D、D '、nT、n。、T控制電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)執(zhí)行對電動汽車電驅(qū)動線圈繞組的供電操作與斷電操作，進而對電動汽車電驅(qū)動進行調(diào)速操作及調(diào)驅(qū)動功率操作，使得電動汽車電驅(qū)動轉(zhuǎn)速達到目標轉(zhuǎn)速，使得電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配。具體過程如下:
[0025]首先，計算當前占空比與目標占空比D絕對差值與當前轉(zhuǎn)速nc與目標轉(zhuǎn)速ητ絕對差值。
[0026]AD= |D ; -D
[0027]Δη= nc-nT
[0028]其次，根據(jù)T計算電動汽車行駛過程中所允許的一次性占空比調(diào)節(jié)級距AD '與電動汽車行駛過程中所允許的一次性轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)級距Λη '。
[0029]AD ; Kd*T
[0030]Δη' ?= γ
[0031]Kd是占空比調(diào)節(jié)級距系數(shù)，Kn是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)級距系數(shù)，Kd、Kn均在桌面模型標定(calibrat1n)、臺架標定及整車標定中逐漸精確確定。
[0032]再次，比較AD與AD'，同時比較Λη與Λη'，只要AD彡AD'，且
，則只需在當前占空比基礎(chǔ)上與與當前轉(zhuǎn)速nc基礎(chǔ)上一次性調(diào)節(jié)到目標占空比D與目標轉(zhuǎn)速ητ ;若AD> AV，則在當前占空比基礎(chǔ)上分多次調(diào)節(jié)到目標占空比D，每一次調(diào)節(jié)過程中占空比調(diào)節(jié)級距須小于或等于AD'，且每一次調(diào)節(jié)后，需循環(huán)上述實施整個計算控制過程，以多次逐漸逼近目標占空比D的方式調(diào)節(jié)，總的調(diào)節(jié)次數(shù)為對取整數(shù)商加I ;若Λη > Λη '，則在當前轉(zhuǎn)速η?；A(chǔ)上分多次調(diào)節(jié)到目標轉(zhuǎn)速ητ，每一次調(diào)節(jié)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)級距須小于或等于Λη'，且每一次調(diào)節(jié)后，需循環(huán)上述實施整個計算控制過程，以多次逐漸逼近目標轉(zhuǎn)速ητ的方式調(diào)節(jié)，總的調(diào)節(jié)次數(shù)為對$取整數(shù)商加I;若AD>AD' , Δη > Δη ;，則分別按上述AD> ΛΣΤ和Λη> Δη ;調(diào)節(jié)方式進行調(diào)節(jié)。
[0033]最后，根據(jù)基于當前占空比D計算出的本次調(diào)節(jié)占空比及基于當前轉(zhuǎn)速nc計算出的電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期，算出電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)為電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間(計算過程參閱上述相關(guān)內(nèi)容)，電驅(qū)動電子控制單元(3)根據(jù)電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)為電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間控制電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)執(zhí)行對電動汽車電驅(qū)動線圈繞組的供電操作與斷電操作。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，其特征在于:由設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)、電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)、電驅(qū)動電子控制單元(3)、電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)、電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)組成，設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)由電動汽車駕駛?cè)藛T控制，為電驅(qū)動電子控制單元(3)提供電動汽車駕駛?cè)藛T設(shè)定電驅(qū)動目標轉(zhuǎn)速信號；電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)采集電動汽車電驅(qū)動當前實際轉(zhuǎn)速，為電驅(qū)動電子控制單元(3)提供電動汽車電驅(qū)動當前實際轉(zhuǎn)速信號；電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)采樣電動汽車電驅(qū)動負載，以負載扭矩的物理量提供給電驅(qū)動電子控制單元(3);電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)是電力電子執(zhí)行機構(gòu)，接收電驅(qū)動電子控制單元(3)發(fā)出的占空比指令，控制電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間與斷電時間。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，其特征在于:所述電驅(qū)動電子控制單元(3)周圍同時布置所述設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)、所述電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)、所述電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)、所述電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)，且所述電驅(qū)動電子控制單元(3)與所述設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)、所述電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)、所述電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)、所述電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)之間分別用導(dǎo)線連接。
3.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，其特征在于:所述電驅(qū)動電子控制單元(3)通過所述設(shè)定目標轉(zhuǎn)速信號輸入裝置(I)實時采集電動汽車駕駛?cè)藛T操控的預(yù)期調(diào)控目標轉(zhuǎn)速ητ，單位為轉(zhuǎn)/分；所述電驅(qū)動電子控制單元(3)通過所述電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速傳感器(2)實時采集電動汽車電驅(qū)動當前轉(zhuǎn)速η。，單位為轉(zhuǎn)/分；所述電驅(qū)動電子控制單元(3)通過所述電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)輸出軸負載扭矩傳感器(4)實時采集電動汽車電驅(qū)動拖動負載扭矩Τ，單位為牛.米，同時，所述電驅(qū)動電子控制單元(3)根據(jù)電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配的最經(jīng)濟行駛條件原則通過所述電驅(qū)動電子控制單元(3)實時采集的數(shù)據(jù)nT、nc、T計算占空比D(0彡D彡I)與D ' (O ^ D /彡I)，占空比D計算公式是
占空比計算公式是
4.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，其特征在于:所述電驅(qū)動電子控制單元(3)根據(jù)D、D '、nT、n。、T控制所述電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)執(zhí)行對電動汽車電驅(qū)動線圈繞組的供電操作與斷電操作，進而對電動汽車電驅(qū)動進行調(diào)速操作及調(diào)驅(qū)動功率操作，使得電動汽車電驅(qū)動轉(zhuǎn)速達到目標轉(zhuǎn)速，使得電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率與負載需求功率相匹配。
5.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，其特征在于:所述電驅(qū)動電子控制單元(3)每一次完成調(diào)電動汽車電驅(qū)動轉(zhuǎn)速與完成調(diào)電動汽車電驅(qū)動驅(qū)動功率后，須繼續(xù)循環(huán)控制模型推演整個計算控制過程，以多次逐漸逼近目標轉(zhuǎn)速ητ和負載需求功率的方式進行調(diào)節(jié)。
6.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電驅(qū)動電子控制裝置，其特征在于:所述電驅(qū)動電子控制單元(3)根據(jù)基于當前占空比D計算出的本次調(diào)節(jié)占空比及基于當前轉(zhuǎn)速nc計算出的電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期，算出電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)為電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間，為本次調(diào)節(jié)占空比與電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期的乘積，且所述電驅(qū)動電子控制單元(3)根據(jù)電動汽車電驅(qū)動當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)為電動汽車電驅(qū)動線圈繞組供電時間控制所述電驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動模塊(5)執(zhí)行對電動汽車電驅(qū)動線圈繞組的供電操作與斷電操作。
【文檔編號】B60L15/18GK203920462SQ201420303020
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月2日
【發(fā)明者】賈立進 申請人:賈立進