雙電機電動汽車的驅動控制方法及裝置與流程
2023-07-17 19:03:26
本申請涉及電動汽車技術領域，尤其涉及雙電機電動汽車的驅動控制方法及裝置。
背景技術：
目前，電動汽車採用單電機或者雙電機的驅動機構。對於單電機的電動汽車，通過加速踏板和車速識別出電機的目標扭矩，然後發送給電機，使電機輸出相應的扭矩，其控制較為簡單。對於雙電機的電動汽車，其控制方法主要針對電機動力的傳輸路徑控制，例如：雙電機起作用，如何將扭矩合理分配給兩個電機以儘可能發揮雙電機的優勢，目前存在的一種方法是根據前後電機最大效率來按比例來分配扭矩。
現有技術中，車輛在低扭矩區時，前後電機也存在同時工作的可能，但此時，前後電機同時工作，效率會很低。
技術實現要素：
本申請實施例提供雙電機電動汽車的驅動控制方法及裝置，以提高雙電機電動汽車的電機效率。
本申請的技術方案是這樣實現的：
一種雙電機電動汽車的驅動控制方法，該方法包括：
根據加速踏板開度和車速，實時計算駕駛員的需求扭矩；
根據後電機的轉速和後電機的扭矩，實時計算後電機的效率；
當後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為後驅模式，則切換為四驅模式；
當駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為四驅模式，則切換為後驅模式。
所述切換為四驅模式之後進一步包括：
判斷駕駛員的需求扭矩是否大於兩倍的後電機的當前扭矩，若是，將駕駛員的需求扭矩平均分配給前電機和後電機；否則，保持後電機的當前扭矩不變，將駕駛員的需求扭矩減去後電機的當前扭矩，得到的差值作為分配給前電機的扭矩。
所述方法進一步包括：
當ESP系統幹涉激活前電機減少或增加扭矩時，將ESP系統幹涉後的扭矩分配給前電機作為當前扭矩；
或/和，當ESP系統幹涉激活後電機減少或增加扭矩時，將ESP系統幹涉後的扭矩分配給後電機作為當前扭矩。
所述切換為四驅模式之後進一步包括：
當車速大於預設速度閾值時，增加前電機的扭矩；
或/和，當轉向角大於預設角度閾值時，增加前電機的扭矩。
所述雙電機電動汽車的前電機與前差速器之間連接了離合器。
一種雙電機電動汽車的驅動控制裝置，該裝置包括：
需求扭矩計算模塊：根據加速踏板開度和車速，實時計算駕駛員的需求扭矩；
效率計算模塊：根據後電機的轉速和後電機的扭矩，實時計算後電機的效率；
控制模塊：當後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為後驅模式，則切換為四驅模式；當駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為四驅模式，則切換為後驅模式。
所述控制模塊將驅動系統切換為四驅模式之後進一步用於，
判斷駕駛員的需求扭矩是否大於兩倍的後電機的當前扭矩，若是，將駕駛員的需求扭矩平均分配給前電機和後電機；否則，保持後電機的當前扭矩不變，將駕駛員的需求扭矩減去後電機的當前扭矩，得到的差值作為分配給前電機的扭矩。
所述控制模塊進一步用於，
當接收到ESP系統幹涉後的前電機的扭矩時，將該扭矩分配給前電機；
或/和，當接收到ESP系統幹涉後的後電機的扭矩時，將該扭矩分配給後電機。
所述控制模塊在將驅動系統切換為四驅模式之後進一步用於，
當車速大於預設速度閾值時，增加前電機的扭矩；
或/和，當轉向角大於預設角度閾值時，增加前電機的扭矩。
所述雙電機電動汽車的前電機與前差速器之間連接了離合器。
可見，本申請在駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，切換為後驅模式，從而提高了電機效率；同時，在後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，切換為四驅模式，進一步提高了電機效率。
附圖說明
圖1為本申請一實施例提供的雙電機電動汽車的驅動控制方法流程圖；
圖2為本申請另一實施例提供的雙電機電動汽車的驅動控制方法流程圖；
圖3為本申請實施例提供的雙電機電動汽車的驅動系統處於四驅模式下的扭矩分配方法流程圖；
圖4為本申請實施例提供的雙電機電動汽車的驅動控制裝置的組成示意圖；
圖5為本申請實施例提供的雙電機電動汽車的系統架構圖。
具體實施方式
下面結合附圖及具體實施例對本發明再作進一步詳細的說明。
圖1為本申請一實施例提供的雙電機電動汽車的驅動控制方法流程圖，其具體步驟如下：
步驟101：根據加速踏板開度和車速，實時計算駕駛員的需求扭矩。
步驟102：根據後電機的轉速和後電機的扭矩，實時計算後電機的效率。
步驟103：當後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為後驅模式，則切換為四驅模式。
步驟104：當駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為四驅模式，則切換為後驅模式。
圖2為本申請另一實施例提供的雙電機電動汽車的驅動控制方法流程圖，其具體步驟如下：
步驟200：初始時，默認雙電機電動汽車的驅動系統為後驅模式。
步驟201：根據加速踏板開度和車速，實時計算駕駛員的需求扭矩。
步驟202：根據後電機的轉速和後電機的扭矩，實時計算後電機的效率。
步驟203：當後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，判斷當前雙電機電動汽車的驅動系統是否為四驅模式，若是，執行步驟204；否則，執行步驟205。
高效率閾值可根據電機特性設定，一般設為90％。
扭矩邊界上限取值為後電機的效率大於預設高效率閾值時後電機的某一工作扭矩值，具體取值可根據電動汽車的整車狀態確定。例如：當驅動系統採用後驅模式且後電機的效率大於預設高效率閾值時，發現後電機的工作扭矩上升到某一值後，電動汽車的工況變差，則將該值作為扭矩邊界上限。
步驟204：保持驅動系統的四驅模式不變，並將駕駛員的需求扭矩分配給前電機和後電機，轉至步驟206。
步驟205：將驅動系統改為四驅模式，並將駕駛員的需求扭矩分配給前電機和後電機。
步驟206：當駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，判斷當前雙電機電動汽車的驅動系統是否為後驅模式，若是，執行步驟207；否則，執行步驟208。
扭矩邊界下限<扭矩邊界上限。
扭矩邊界下限取值可根據電動汽車的整車狀態確定。例如：當驅動系統採用四驅模式時，發現後電機的工作扭矩下降到某一值後，電動汽車的工況變差，則將該值作為扭矩邊界下限。
步驟207：保持驅動系統的後驅模式不變，本流程結束。
步驟208：將驅動系統改為後驅模式。
圖3為本申請實施例提供的雙電機電動汽車的驅動系統處於四驅模式下的扭矩分配方法流程圖，其具體步驟如下：
步驟301：判斷駕駛員的需求扭矩是否大於兩倍的後電機的當前扭矩，若是，執行步驟302；否則，執行步驟303。
步驟302：將駕駛員的需求扭矩平均分配給前電機和後電機，本流程結束。
步驟303：保持後電機的當前扭矩不變，將駕駛員的需求扭矩減去後電機的當前扭矩，得到的差值作為分配給前電機的扭矩。
另外，本申請實施例中，當ESP(Electronic Stability Program，電子穩定系統)幹涉激活前電機減少或增加扭矩時，將ESP系統輸出的幹涉後的扭矩分配給前電機作為當前扭矩；
當ESP系統幹涉激活後電機減少或增加扭矩時，將ESP系統輸出的幹涉後的扭矩分配給後電機作為當前扭矩。
即，當ESP系統幹涉激活前/後電機減少或增加扭矩時，若圖2所示的扭矩分配過程正在進行，則暫時停止該分配過程，直接將ESP系統輸出的扭矩分配給前電機或後電機。
另外，本申請實施例中，當雙電機電動汽車的驅動系統處於四驅模式時，當車速大於預設速度閾值時，增加前電機的扭矩；
或/和，當雙電機電動汽車的驅動系統處於四驅模式時，當轉向角大於預設角度閾值時，增加前電機的扭矩。
其中，前電機扭矩的增加幅度與車速的大小成正比，前電機扭矩的增加速度與車速的上升速度成正比，即，車速越大，扭矩的增加幅度越大，車速上升越快，扭矩的增加速度越快。例如：當車速大於預設速度閾值時，可為車速設定多個區間，每個區間對應一個扭矩增加幅度，區間對應的車速越高，則對應的扭矩增加幅度越大。
前電機扭矩的增加幅度與轉向角的大小成正比，前電機扭矩的增加速度與轉向角的增加速度成正比，即，轉向角越大，扭矩的增加幅度越大，轉向角增加越快，扭矩的增加速度越快。例如：當轉向角大於預設角度閾值時，可為轉向角設定多個區間，每個區間對應一個扭矩增加幅度，區間對應的轉向角越大，則對應的扭矩增加幅度越大。
本申請實施例的有益技術效果如下：
1、在駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，切換為後驅模式，提高了電機效率。
2、在後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，切換為四驅模式，進一步提高了電機效率。
3、在駕駛員的需求扭矩大於兩倍的後電機的當前扭矩時，將駕駛員的需求扭矩平均分配給前電機和後電機；否則，保持後電機的當前扭矩不變，將駕駛員的需求扭矩減去後電機的當前扭矩，得到的差值作為分配給前電機的扭矩，避免了電機超負荷工作，保護了電機。
4、在ESP幹涉激活前/後電機減少或增加扭矩時，將ESP幹涉後輸出的扭矩作為前/後電機的當前扭矩，保證了車輛的穩定性。
5、在車速或轉向角過大時，增加前電機的扭矩，保證了車輛的穩定性。
6、在前電機和前差速器之間連接離合器，使得前電機不工作時，可以中斷前電機的扭矩輸出，從而減少了前電機的空載損耗。
圖4為本申請實施例提供的雙電機電動汽車的驅動控制裝置40的組成示意圖，該裝置主要包括：需求扭矩計算模塊401、效率計算模塊402和控制模塊403，其中：
需求扭矩計算模塊401：根據加速踏板開度和車速，實時計算駕駛員的需求扭矩，將得到的駕駛員的需求扭矩發送給控制模塊403。
效率計算模塊402：根據後電機的轉速和後電機的扭矩，實時計算後電機的效率，將得到的後電機的效率發送給控制模塊403。
控制模塊403：當後電機的效率大於預設高效率閾值，且駕駛員的需求扭矩大於預設扭矩邊界上限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為後驅模式，則切換為四驅模式；當駕駛員的需求扭矩小於預設扭矩邊界下限時，若當前雙電機電動汽車的驅動系統為四驅模式，則切換為後驅模式。
一實施例中，控制模塊403在將驅動系統切換為四驅模式之後進一步用於，
判斷駕駛員的需求扭矩是否大於兩倍的後電機的當前扭矩，若是，將駕駛員的需求扭矩平均分配給前電機和後電機；否則，保持後電機的當前扭矩不變，將駕駛員的需求扭矩減去後電機的當前扭矩，得到的差值作為分配給前電機的扭矩。
一實施例中，控制模塊403進一步用於，
當接收到ESP系統輸出的幹涉後的前電機的扭矩時，將該扭矩分配給前電機；
或/和，當接收到ESP系統輸出的幹涉後的後電機的扭矩時，將該扭矩分配給後電機。
一實施例中，控制模塊403在將驅動系統切換為四驅模式之後進一步用於，
當車速大於預設速度閾值時，增加前電機的扭矩；
或/和，當轉向角大於預設角度閾值時，增加前電機的扭矩。
一實施例中，雙電機電動汽車的前電機與前差速器之間連接了離合器。
圖5為本申請實施例提供的雙電機電動汽車的系統架構示意圖，其中，驅動控制裝置40通過前電機控制器將前電機的扭矩分配給前電機，通過後電機控制器將後電機的扭矩分配給後電機，離合器位於前電機與前差速器之間。
以上所述僅為本申請的較佳實施例而已，並不用以限制本申請，凡在本申請的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請保護的範圍之內。