本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車的控制方法。
背景技術(shù):
目前純電動(dòng)汽車所配備的電池重量高、價(jià)格昂貴。并且在燃油汽車上根本不能算作問題的續(xù)駛里程,對(duì)于純電動(dòng)汽車而言,卻成為了影響用戶購(gòu)買的最大障礙之一。
于是,車企們開始考慮能否在設(shè)計(jì)上減少電池?cái)?shù)量,進(jìn)而既降低汽車制造成本,同時(shí)又能滿足消費(fèi)者對(duì)續(xù)駛里程的需求。于是,增程式電動(dòng)汽車問世。利用一個(gè)比較輕且便宜的增程器來解決用戶對(duì)純電動(dòng)汽車的“里程焦慮”感,并且能夠大幅度減少電池?cái)?shù)量。
目前常見的汽車有前驅(qū)、后驅(qū)和四驅(qū)系統(tǒng),相對(duì)于前驅(qū)和后驅(qū)系統(tǒng),四驅(qū)系統(tǒng)有著較強(qiáng)的通過能力,能夠應(yīng)對(duì)相對(duì)復(fù)雜的路況。目前的四驅(qū)系統(tǒng)不但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致成本偏高,而且四驅(qū)系統(tǒng)的設(shè)置還會(huì)影響到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)置,有可能影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)通過差速器在需要的情況下來調(diào)整不同車輪的轉(zhuǎn)速差,現(xiàn)有的四驅(qū)系統(tǒng)會(huì)在復(fù)雜路況的情況下通過差速鎖將動(dòng)力分配給具有附著力的車輪。
所以現(xiàn)有的四驅(qū)系統(tǒng)及控制方法很難使驅(qū)動(dòng)效率達(dá)到最優(yōu),能效仍存在著很大的提高空間。尤其是很難在轉(zhuǎn)向、四驅(qū)動(dòng)力平衡的前提下使驅(qū)動(dòng)效率達(dá)到最優(yōu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有四驅(qū)系統(tǒng)控制方法的能效仍有待于提高的問題。
一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配控制方法,是基于具有三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的,所述的動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力電池、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器單元和信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元;
三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括一個(gè)后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)為左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī);其中后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)與電動(dòng)汽車后軸連接,左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)相同,左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在電動(dòng)汽車左前輪的輪轂或輪邊上(左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輪轂或輪邊電機(jī)),右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在電動(dòng)汽車右前輪輪轂或輪邊上(右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)為輪轂或輪邊電機(jī));三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為電動(dòng)汽車提供轉(zhuǎn)矩;
動(dòng)力電池與三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用電氣連接,同時(shí)為三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能;
控制器單元與三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用信號(hào)連接,同時(shí)為三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩分配控制信號(hào),控制三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩;
信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元與動(dòng)力電池、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器單元采用信號(hào)連接,其中,信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元輸入端分別與動(dòng)力電池及三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào)輸出端連接,信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元輸出端與控制器單元信號(hào)輸入端連接;信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元用于檢測(cè)包括測(cè)動(dòng)力電池和三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)信號(hào),并計(jì)算電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總轉(zhuǎn)矩,同時(shí)為控制器單元提供總轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速信號(hào);
本發(fā)明所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配控制方法,包括以下步驟:
步驟一、信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)汽車的速度信號(hào)、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)、電動(dòng)汽車加速踏板開度信號(hào)、動(dòng)力電池SOC信號(hào),發(fā)送至控制器單元;
步驟二、信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元實(shí)時(shí)判定動(dòng)力電池的SOC(充電狀態(tài)或剩余容量)情況,當(dāng)動(dòng)力電池的SOC小于電動(dòng)車允許運(yùn)行下限時(shí),控制器單元發(fā)送停車指令,電動(dòng)汽車停止運(yùn)行,否則執(zhí)行步驟三;
步驟三、信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元計(jì)算電動(dòng)汽車運(yùn)行中三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩,利用獲得的三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩和電機(jī)轉(zhuǎn)矩外特性,采用搜索算法實(shí)時(shí)計(jì)算電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總效率最優(yōu)時(shí)前輪、后軸轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù);根據(jù)所述的電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總效率最優(yōu)時(shí)前輪、后軸轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù)將三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩分配給兩個(gè)前輪和后軸,并將前輪轉(zhuǎn)矩平均分配至左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩實(shí)時(shí)最優(yōu)分配控制。
優(yōu)選地,步驟三中采用搜索算法實(shí)時(shí)計(jì)算電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總效率最優(yōu)時(shí)前輪、后軸轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù)并將三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩分配給兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過程包括以下步驟:
步驟3.1、根據(jù)電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度信號(hào)和加速踏板開度模擬量信號(hào)計(jì)算分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′);
步驟3.2、設(shè)定轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)k,k為兩個(gè)前輪的需求轉(zhuǎn)矩與三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)的比,k的搜索區(qū)間[a,b],搜索區(qū)間[a,b]的初始化搜索區(qū)間為[0,1];設(shè)定搜索比例x,x<1;搜索收斂精度為ε;
步驟3.3、按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1=a+x·(b-a)計(jì)算左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩;并將所述左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩平均分配給左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k1)計(jì)算后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2=a+(1-x)·(b-a),計(jì)算左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩,并將所述左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩平均分配給左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k2)計(jì)算后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
步驟3.4、利用步驟3.3獲得的k=k1時(shí)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩和k=k2時(shí)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩,計(jì)算三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,結(jié)合三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端總線電壓、總線電流及輸出轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率;
步驟3.5、根據(jù)步驟3.4獲得的三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率,并根據(jù)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2);
步驟3.6、對(duì)步驟3.5計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)進(jìn)行比較;
當(dāng)η1<η2時(shí),令a=k1,k1=k2,η1=η2,k2=a+(1-x)(b-a);計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2),執(zhí)行步驟3.7;
當(dāng)η1≥η2時(shí),令b=k2,k2=k1,η2=η1,k1=a+x·(b-a),計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1),執(zhí)行步驟3.7;
步驟3.7、對(duì)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k搜索區(qū)間[a,b]進(jìn)行收斂判定,若|a-b|<ε,則結(jié)束搜索,獲得電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù),左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T2和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T3為T2=T3=k·Tt(i′)/2,后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T1=(1-k)·Tt(i′);否則,返回執(zhí)行步驟3.6。
優(yōu)選地,步驟3.5根據(jù)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)的過程包括以下步驟:
通過公式(1)計(jì)算獲得后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n1(i′)為后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過公式(2)計(jì)算獲得左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n2(i′)為左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過公式(3)計(jì)算獲得右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n3(i′)為右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過公式(4)計(jì)算三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總效率,
當(dāng)k=k1時(shí),按照公式(4)計(jì)算η(k1),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1);
當(dāng)k=k2時(shí),按照公式(4)計(jì)算η(k2),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)。
優(yōu)選地,步驟三所述的搜索比例x=0.382。
針對(duì)以上方案,采用搜索算法分配轉(zhuǎn)矩后電動(dòng)汽車運(yùn)行存在前輪雙電機(jī)驅(qū)動(dòng),后軸單電機(jī)驅(qū)動(dòng)及三電機(jī)四驅(qū)三種模式。
具有三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)由于沒有設(shè)置前軸而采用左、右前輪分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng),具有四輪驅(qū)動(dòng)汽車通過能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又不影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作,能夠保證對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制,很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四驅(qū)動(dòng)力的協(xié)調(diào),兼顧了系統(tǒng)的行駛穩(wěn)定性;并且所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,降低了成本,而且易于維修保養(yǎng)。
本發(fā)明的方法是基于以上系統(tǒng)的控制方法,能夠在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四驅(qū)動(dòng)力的協(xié)調(diào)下實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化控制,而且本發(fā)明可以按照驅(qū)動(dòng)效率最優(yōu)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。相比現(xiàn)有控制方法,基于本發(fā)明的系統(tǒng)的能效最優(yōu)控制方法可以節(jié)約11%以上的能效。
附圖說明
圖1為三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的部件關(guān)系示意圖;
其中,-表示電氣連接,表示信號(hào)連接;
圖2為本發(fā)明的流程圖;
圖3為采用搜索法搜索轉(zhuǎn)矩優(yōu)分配系數(shù)k并將目標(biāo)總轉(zhuǎn)矩Tt分配給兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的流程圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式,
一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配控制方法,是基于具有三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的,所述的動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力電池1、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器單元5和信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6;
三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括一個(gè)后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)2和兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)為左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)3及右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)4;其中后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)2與電動(dòng)汽車后軸連接,左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)3與右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)4型號(hào)相同,左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)3安裝在電動(dòng)汽車左前輪的輪轂或輪邊上(左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)3為輪轂或輪邊電機(jī)),右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)4安裝在電動(dòng)汽車右前輪輪轂或輪邊上(右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)4為輪轂或輪邊電機(jī));三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為電動(dòng)汽車提供轉(zhuǎn)矩;
動(dòng)力電池1與三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用電氣連接,同時(shí)為三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能;
控制器單元5與三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用信號(hào)連接,同時(shí)為三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩分配控制信號(hào),控制三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩;
信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6與動(dòng)力電池1、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器單元5采用信號(hào)連接,其中,信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6輸入端分別與動(dòng)力電池1及三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào)輸出端連接,信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6輸出端與控制器單元5信號(hào)輸入端連接;信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6用于檢測(cè)包括測(cè)動(dòng)力電池1和三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)信號(hào),并計(jì)算電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總轉(zhuǎn)矩,同時(shí)為控制器單元5提供總轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速信號(hào);
本發(fā)明所述的一種四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配控制方法,包括以下步驟:
步驟一、信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)汽車的速度信號(hào)、三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)、電動(dòng)汽車加速踏板開度信號(hào)、動(dòng)力電池SOC信號(hào),發(fā)送至控制器單元5;
步驟二、信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6實(shí)時(shí)判定動(dòng)力電池的SOC(充電狀態(tài)或剩余容量)情況,當(dāng)動(dòng)力電池的SOC小于電動(dòng)車允許運(yùn)行下限時(shí),控制器單元5發(fā)送停車指令,電動(dòng)汽車停止運(yùn)行,否則執(zhí)行步驟三;
步驟三、信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理單元6計(jì)算電動(dòng)汽車運(yùn)行中三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩,利用獲得的三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩和電機(jī)轉(zhuǎn)矩外特性,采用搜索算法實(shí)時(shí)計(jì)算電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總效率最優(yōu)時(shí)前輪、后軸轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù);根據(jù)所述的電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總效率最優(yōu)時(shí)前輪、后軸轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù)將三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩分配給兩個(gè)前輪和后軸,并將前輪轉(zhuǎn)矩平均分配至左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)與右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩實(shí)時(shí)最優(yōu)分配控制。
具體實(shí)施方式二:結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式,
本實(shí)施方式步驟三中采用搜索算法實(shí)時(shí)計(jì)算電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總效率最優(yōu)時(shí)前輪、后軸轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù)并將三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩分配給兩個(gè)前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過程包括以下步驟:
步驟3.1、根據(jù)電動(dòng)汽車的實(shí)時(shí)速度信號(hào)和加速踏板開度模擬量信號(hào)計(jì)算分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′);
步驟3.2、設(shè)定轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配系數(shù)k,k為兩個(gè)前輪的需求轉(zhuǎn)矩與三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)總轉(zhuǎn)矩Tt(i′)的比,k的搜索區(qū)間[a,b],搜索區(qū)間[a,b]的初始化搜索區(qū)間為[0,1];設(shè)定搜索比例x,x<1;搜索收斂精度為ε;
步驟3.3、按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1=a+x·(b-a)計(jì)算左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩;并將所述左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩平均分配給左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k1)計(jì)算后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2=a+(1-x)·(b-a),計(jì)算左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩,并將所述左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩平均分配給左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī),獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
按轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)(1-k2)計(jì)算后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩,獲得轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;
步驟3.4、利用步驟3.3獲得的k=k1時(shí)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩和k=k2時(shí)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的總轉(zhuǎn)矩,計(jì)算三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩,結(jié)合三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端總線電壓、總線電流及輸出轉(zhuǎn)速,計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率;
步驟3.5、根據(jù)步驟3.4獲得的三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入功率、實(shí)時(shí)輸出功率,并根據(jù)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2);
步驟3.6、對(duì)步驟3.5計(jì)算獲得的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)進(jìn)行比較;
當(dāng)η1<η2時(shí),令a=k1,k1=k2,η1=η2,k2=a+(1-x)(b-a);計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2),執(zhí)行步驟3.7;
當(dāng)η1≥η2時(shí),令b=k2,k2=k1,η2=η1,k1=a+x·(b-a),計(jì)算實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1),執(zhí)行步驟3.7;
步驟3.7、對(duì)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k搜索區(qū)間[a,b]進(jìn)行收斂判定,若|a-b|<ε,則結(jié)束搜索,獲得電動(dòng)汽車三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)分配系數(shù),左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T2和右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T3為T2=T3=k·Tt(i′)/2,后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T1=(1-k)·Tt(i′);否則,返回執(zhí)行步驟3.6。
具體實(shí)施方式三:
本實(shí)施方式步驟3.5根據(jù)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率和輸出功率計(jì)算轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1)和轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k2時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)的過程包括以下步驟:
通過公式(1)計(jì)算獲得后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I1(i′)為i′時(shí)刻后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n1(i′)為后軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過公式(2)計(jì)算獲得左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I2(i′)為i′時(shí)刻左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n2(i′)為左前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過公式(3)計(jì)算獲得右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)時(shí)輸入輸出功率,
其中,Pin,3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸入功率,Pout,3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)輸出功率;U3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電壓,I3(i′)為i′時(shí)刻右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入端母線電流;n3(i′)為右前輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;
通過公式(4)計(jì)算三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)時(shí)總效率,
當(dāng)k=k1時(shí),按照公式(4)計(jì)算η(k1),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η1=η(k1);
當(dāng)k=k2時(shí),按照公式(4)計(jì)算η(k2),獲得i′時(shí)刻轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)k=k1時(shí)的實(shí)時(shí)總效率值η2=η(k2)。
其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式二相同。
具體實(shí)施方式四:
本實(shí)施方式步驟三所述的搜索比例x=0.382。
其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式三相同。
具體實(shí)施方式五:
本實(shí)施方式所述的采用搜索算法分配轉(zhuǎn)矩后電動(dòng)汽車運(yùn)行存在前輪雙電機(jī)驅(qū)動(dòng),后軸單電機(jī)驅(qū)動(dòng)及三電機(jī)四驅(qū)三種模式。
其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至四之一相同。