一種純電動汽車能量錯峰控制裝置的製作方法

2024-03-25 13:42:05

本發明屬於電動汽車電機控制技術領域，涉及一種電動汽車能量錯峰控制裝置及其控制機理。

背景技術：

全球面臨的環境和能源的壓力日趨嚴峻，電動汽車、混合電動汽車等新能源汽車應運而生，尤其低速電動汽車發展很好。

目前現有的電動汽車存在的缺點是，電動汽車受汽車整車電量影響，安裝空調會嚴重影響汽車的動力性，低速車一般都不安裝空調，因此電動汽車內的環境極其惡劣，影響整車舒適性。即使安裝空調的電動汽車，當動力電池的電量過低時，會導致壓縮機工作功率受限甚至停止工作且嚴重影響動力性。

技術實現要素：

本發明為克服上述弊端，提供一種純電動汽車能量錯峰控制裝置，將驅動電機和空調壓縮機集中控制，能量合理分配，採用錯峰控制技術，既保證了驅動電機加速的動力性，又兼顧了空調的錯峰控制，提高了整車舒適性。

為達到上述發明目的，本發明採用的技術方案是：一種純電動汽車能量錯峰控制裝置，包括一中央控制單元和一逆變單元，中央控制單元包括一錯峰控制模塊、一矢量控制模塊、一正弦波控制模塊和兩個svpwm，錯峰控制模塊同時與矢量控制模塊和正弦波控制模塊連接，而矢量控制模塊和正弦波控制模塊均連接有svpwm，分別為svpwm2和svpwm1；逆變單元包括一壓縮機電機逆變器和一驅動電機逆變器，壓縮機電機逆變器與svpwm1連接，驅動電機逆變器與svpwm2連接；

該錯峰控制裝置還包括作用在驅動電機逆變器上的acmotor(交流電動機)和作用在壓縮機電機逆變器上的bldcmotor(無刷直流電動機)；

進一步地，壓縮機電機逆變器和驅動電機逆變器為標準的三相逆變模塊，且兩者共用母線，能量可以直接交換，提高能量交換效率；

進一步地，錯峰控制模塊堅持驅動電機加速優先原則和回饋制動時壓縮機優先原則，能夠同時兼顧整車加速的動力性和整車舒適性；

本錯峰控制裝置，在錯峰控制過程中，包括三個狀態：

1.驅動電機待機狀態：

驅動電機處於停止運轉或者滑行狀態；

此狀態中央控制單元參數按照如下方式設置：

驅動電機目標轉矩設定：taim＝0

壓縮機逆變器轉速設定：fcmd＝fadj·ksoc，其中ksoc為電池核電狀態係數，範圍0～1，fadj為溫度調節器輸出速度給定。

2.驅動電機發電狀態：

驅動電機處於回饋狀態；

此狀態中央控制單元參數按照如下方式設置：

驅動電機目標轉矩：taim＝treg；驅動電機處於發電狀態，向壓縮機電機逆變器提供能量，具體為：

其中f為電機運行頻率，fmin為能量回饋起始工作頻率，fmax為最大能量啟動工作頻率，treg_set為回饋力矩設定；

壓縮機逆變器：fcmd＝fadj·kte·ksoc，

其中，tbldc為壓縮機需求轉矩，treg為驅動電機回饋力矩。

3.驅動電機電動狀態：

驅動電機處於電動加速狀態。

此狀中央控制單元模式：

驅動電機目標轉矩：taim＝tacc·ksoc，其中ksoc為電池核電狀態係數，範圍0～1。

壓縮機逆變器：fcmd＝fadj·kte·ksoc，其中

100％對應電機額定轉矩。

具體的，待機狀態向電動狀態轉變為加速啟動；發電狀態與電動狀態之間可以相互轉變，發電狀態向電動狀態轉變為加速需求，電動狀態向發電狀態轉變為制動動作；發電狀態向待機狀態轉變為停止待機。

由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本錯峰控制裝置將驅動電機和空調壓縮機集中控制，能量合理分配，採用錯峰控制技術，既保證了整車驅動加速的動力性，又兼顧空調壓縮機的控制，調高了整車舒適性，具有很高市場價值。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明錯峰能量轉移示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

實施例1：

一種純電動汽車能量錯峰控制裝置，如圖1所示，中央控制單元中的錯峰控制模塊同時連接有正弦波控制模塊和矢量控制模塊，而正弦波控制模塊和矢量控制模塊均連接有svpwm(空間矢量脈寬調製)，分別為svpwm1和svpwm2；具體的，svpwm1與逆變單元中的壓縮機電機逆變器連接，而svpwm2與逆變單元中的驅動電機逆變器連接。

上述錯峰裝置中，壓縮機電機逆變器上連接有bldcmotor(無刷直流電動機)，驅動電機逆變器上連接有acmotor(交流電動機)，且壓縮機電機逆變器和驅動電機逆變器為標準的三相逆變模塊，且兩者共用母線，能量可以直接交換，提高能量交換效率。

值得一提的是，本錯峰裝置的核心在於錯峰控制模塊的錯峰工作機制，錯峰控制模塊堅持兩個優先原則：1)驅動電機加速優先原則；2)回饋制動時壓縮機優先原則，能夠同時兼顧整車加速的動力性和整車舒適性。

本發明工作原理如下：

中央控制單元能夠採集車輛的目標轉矩、檔位信息和溫度信息，錯峰控制模塊對正弦波控制模塊進行壓縮機逆變器轉速設定(fcmd)，從而作用壓縮機電機逆變器，同時錯峰控制模塊對矢量控制模塊進行目標轉矩(te)控制，從而作用驅動電機逆變器。

如圖2所示，錯峰能量轉移具體為三個狀態的能量轉移，具體的，三個狀態為s1、s2和s3，其中，s1為驅動電機待機狀態，s2為驅動電機制動回饋狀態，s3為驅動電機電動狀態。

上文提及的各個狀態參數如下設置：

s1：驅動電機待機狀態，即驅動電機處於停止運轉或待機狀態，此時，驅動電機目標轉矩設定：taim＝0，壓縮機逆變器轉速設定：fcmd＝fadj·ksoc，其中，ksoc為電池核電狀態係數，範圍0～1；fadj為溫度調節器輸出速度給定；

s2：驅動電機制動回饋狀態；此時，驅動電機目標轉矩：taim＝treg。驅動電機處於發電狀態，向壓縮機逆變器提供能量；

其中f為電機運行頻率，fmin為能量回饋起始工作頻率，fmax為最大能量啟動工作頻率，treg_set為回饋力矩設定；

壓縮機逆變器：fcmd＝fadj·kte·ksoc，其中，tbldc為壓縮機需求轉矩，treg為驅動電機回饋力矩；

s3：驅動電機電動狀態，驅動電機處於電動加速狀態；該狀態控制器設定中，驅動電機目標轉矩：taim＝tacc·ksoc，其中ksoc為電池核電狀態係數，範圍0～1；壓縮機逆變器：fcmd＝fadj·kte·ksoc；

其中：而100％對應電機額定轉矩；

值得注意的是，三個狀態s1、s2與s3之間存在轉變過程，s1向s3轉變為加速啟動；s2與s3之間可以相互轉變，s2向s3轉變為加速需求，s3向s2轉變為制動動作；s2向s1轉變為停止待機。

上述實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。