一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电动汽车转矩优化分配控制
技术介绍
分布式驱动被认为是未来电动汽车动力系统的先进技术，在动力性性和经济性方面有很大的发展潜力。以其系统可控自由度高，系统操作稳定性强，节能潜力高等技术有点已经全世界被广泛关注。由于存在多个驱动单元，因此如何实现对该系统的转矩优化控制是研究的焦点问题，研究系统总需求转矩合理分配给各个驱动电机的控制方法，以实现系统效率最优，同时发挥多电机驱动系统优势，进而实现高动力性同时，提高能效具有重要的意义。目前，针对分布式驱动电动汽车转矩优化控制主要以转矩平均分配为主，但对于前后轴电机不一致的动力系统而言适应性较低，转矩平均分配控制方法并不能保证系统驱动总效率最优。另外，目前分布式驱动电动汽车转矩分配还采用基于模型算法实现，该方法需要对各个部件效率特性测试数据建立标定模型，只考虑了效率随工况变化情况，忽略了其他匹配部件等特性，存在局限性。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有电动汽车转矩优化分配控制方法是基于模型的方法，采用离线的方式优化，需要有大量电机效率的特性测试数据，且存在与实际情况偏差大的问题，提出了一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法。本专利技术所述一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法，该方法基于分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制装置实现，该装置包括四个驱动电机、四个驱动电机控制器、动力电池组5和整车控制器6；四个驱动电机为：前右轮驱动电机1-1、后右轮驱动电机2-1、前左轮驱动电机3-1和后左轮驱动电机4-1；四个驱动电机控制器为：前右轮电机控制器1-2、后右轮电机控...
【技术保护点】
一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法，该方法基于分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制装置实现，该装置包括四个驱动电机、四个驱动电机控制器、动力电池组(5)和整车控制器(6)；四个驱动电机为：前右轮驱动电机(1‑1)、后右轮驱动电机(2‑1)、前左轮驱动电机(3‑1)和后左轮驱动电机(4‑1)；四个驱动电机控制器为：前右轮电机控制器(1‑2)、后右轮电机控制器(2‑2)、前左轮电机控制器(3‑2)和后左轮电机控制器(4‑2)；前右轮驱动电机(1‑1)的驱动信号输入状态信号输出端连接前右轮电机控制器(1‑2)的驱动信号输出电机状态输入端，前右轮电机控制器(1‑2)的控制信号输入状态信号输出端连接整车控制器(6)的前右轮驱动信号输出状态信号输入端；后右轮驱动电机(2‑1)的驱动信号输入状态信号输出端连接后右轮电机控制器(2‑2)的驱动信号输出电机状态输入端，后右轮电机控制器(2‑2)的控制信号输入状态信号输出端连接整车控制器(6)的后右轮驱动信号输出状态信号输入端；前左轮驱动电机(3‑1)的驱动信号输入状态信号输出端连接前左轮电机控制器(3‑2)的驱动信号输出电机状态输入...
【技术特征摘要】
1.一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法，该方法基于分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制装置实现，该装置包括四个驱动电机、四个驱动电机控制器、动力电池组(5)和整车控制器(6)；四个驱动电机为：前右轮驱动电机(1-1)、后右轮驱动电机(2-1)、前左轮驱动电机(3-1)和后左轮驱动电机(4-1)；四个驱动电机控制器为：前右轮电机控制器(1-2)、后右轮电机控制器(2-2)、前左轮电机控制器(3-2)和后左轮电机控制器(4-2)；前右轮驱动电机(1-1)的驱动信号输入状态信号输出端连接前右轮电机控制器(1-2)的驱动信号输出电机状态输入端，前右轮电机控制器(1-2)的控制信号输入状态信号输出端连接整车控制器(6)的前右轮驱动信号输出状态信号输入端；后右轮驱动电机(2-1)的驱动信号输入状态信号输出端连接后右轮电机控制器(2-2)的驱动信号输出电机状态输入端，后右轮电机控制器(2-2)的控制信号输入状态信号输出端连接整车控制器(6)的后右轮驱动信号输出状态信号输入端；前左轮驱动电机(3-1)的驱动信号输入状态信号输出端连接前左轮电机控制器(3-2)的驱动信号输出电机状态输入端，前左轮电机控制器(3-2)的控制信号输入状态信号输出端连接整车控制器(6)的前左轮驱动信号输出状态信号输入端；后左轮驱动电机(4-1)的驱动信号输入状态信号输出端连接后左轮电机控制器(4-2)的驱动信号输出电机状态输入端，后左轮电机控制器(4-2)的控制信号输入状态信号输出端连接整车控制器(6)的后左轮驱动信号输出状态信号输入端；动力电池组(5)同时为前右轮驱动电机(1-1)、后右轮驱动电机(2-1)、前左轮驱动电机(3-1)和后左轮驱动电机(4-1)供电；其特征在于，分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法的具体步骤为：步骤一、采用车速传感器测量电动汽车的实时速度，采用转速传感器检测电动汽车的四个驱动电机的转速，采用加速踏板信号处理模块检测电动汽车加速踏板开度模拟量信号，通过CAN总线将电动汽车的实时速度信号、四个驱动电机的转速信号和加速踏板开度模拟量信号发送至整车控制器(6)；步骤二、整车控制器(6)利用电动汽车的实时速度信号、四个驱动电机的转速信号和加速踏板开度模拟量信号，计算电动汽车运行中四个驱动电机实时总转矩；步骤三、利用步骤二计算获得的四个驱动电机实时总需求转矩和电机转矩外特性采用黄金比例搜索算法，实时计算电动汽车四个驱动电机总效率最优时转矩的最优分配系数；步骤四、整车控制器(6)根据步骤三计算获得的电动汽车四个驱动电机总效率最优时转矩的最优分配系数，向四个驱动电机控制器发送转矩分配信号，四个驱动电机控制器分别控制四个控制电机输出转矩，实现对分布式驱动电动汽车转矩实时最优分配控制。2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法，其特征在于，步骤三所述的利用步骤二计算获得的四个驱动电机实时总需求转矩和电机转矩外特性采用黄金比例搜索算法，实时计算电动汽车四个驱动电机转矩的最优分配系数，具体步骤为：步骤三一、根据电动汽车的实时速度信号和加速踏板开度模拟量信号计算分布式驱动电动汽车实时目标总转矩Ttotal；步骤三二、设定转矩优化分配系数k，k为前轴电机转矩与实时目标总转矩Ttotal的比，k的初始化搜索区间[a,b]＝[0,1]，搜索收敛精度为ε；步骤三三、按转矩分配系数k＝k1＝a+0.382(b-a)计算前轴两个驱动电机实时输出的目标总转矩；平均分配所述前轴两个驱动电机实时输出的目标总转矩，获得转矩分配系数k＝k1时前轴单个驱动电机实时输出的目标转矩；按转矩分配系数(1-k1)计算后轴两个驱动电机实时输出目标总转矩，平均分配所述后轴两个驱动电机实时输出目标总转矩，获得转矩分配系数k＝k1时后轴单个驱动电机实时输出的目标转矩；按转矩分配系数k＝k2＝a+0.618(b-a)，计算前轴两个驱动电机实时输出目标转矩，平均分配所述前轴两个驱动电机实时输出的目标总转矩，获得转矩分配系数k＝k2时前轴单个驱动电机实时输出的目标转矩；按分配系数(1-k2)计算后轴两个驱动电机实时输出目标转矩，平均分配所述后轴两个驱动电机实时输出目标总转矩，获得转矩分配系数k＝k2时后轴单个驱动电机实时输出的目标转矩；步骤三四、利用步骤三三获得的k＝k1时，四个驱动电机实时输出的目标转矩和k＝k2时，四个驱动电机实时输出的目标转矩，计算四个驱动电机实时输出的目标转矩，结合四个驱动电机输入端总线电压、总线电流及输出转速，计算转矩分配系数k＝k1和转矩分配系数k＝k2时，四个驱动电机的实时输入功率、实时输出功率及效率；步骤三五、根据步骤三四获得的四个驱动电机的实时输入功率、实时输出功率及效率，计算四个驱动电机输入总功率和输出总功率，并根据四个驱动电机输入总功率和输出总功率计算转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η1＝η(k1)和转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η2＝η(k2)；步骤三六、对步骤三五计算获得的转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η1＝η(k1)和转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η2＝η(k2)进行比较；当η1<η2时，a＝k1,k1＝k2,η1＝η2，k2＝a+0.618·(b-a)；计算实时总效率值η2＝η(k2)，执行步骤三七；当η1≥η2时，b＝k2,k2＝k1,η2＝η1，k1＝a+0.382·(b-a)，计算实时总效率值η1＝η(k1)，执行步骤三七；步骤三七、对转矩分配系数k搜索区间[a,b]进行收敛判定，若|a-b|<ε，则结束搜索，前右轮驱动电机(1-1)和前左轮驱动电机(3-1)输出转矩为T1-1＝T3-1＝k·Ttotal/2，后右轮驱动电机(2-1)和后左轮驱动电机(4-1)输出转矩为T2-1＝T4-1＝(1-k)·Ttotal/2，获得电动汽车四个驱动电机转矩的最优分配系数，否则，返回执行第三六。3.根据权利要求2所述的一种分布式驱动电动汽车在线实时转矩优化分配控制方法，其特征在于，步骤三五根据四个驱动电机输入总功率和输出总功率计算转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η1＝η(k1)和转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η2＝η(k2)的具体方法为：通过公式： P i n , 1 ( i ) = U 1 ( i ) · I 1 ( i ) / 1000 P o u t , 1 ( i ) = T t o t a l ( i ) · k 2 · n 1 ( i ) / 9550 η 1 _ 1 ( i ) = P o u t , 1 ( i ) · 100 / P i n , 1 ( i ) - - - ( 1 ) ]]>计算获得前右轮驱动电机(1-1)实时效率η1_1(i)，其中，Pin,1(i)为前右轮驱动电机(1-1)i时刻的输入功率，Pout,1(i)为前右轮驱动电机(1-1)i时刻的输出功率，U1(i)为i时刻驱动前右轮电机控制器(1-2)输入端母线电压，I1(i)为i时刻前右轮电机控制器(1-2)输入端母线电流，k为前轴转矩分配系数，n1(i)为前右轮驱动电机(1-1)的转速；通过公式： P i n , 2 ( i ) = U 2 ( i ) · I 2 ( i ) / 1000 P o u t , 2 ( i ) = T t o t a l ( i ) · 1 - k 2 · n 2 ( i ) / 9550 η 2 _ 1 ( i ) = P o u t , 2 ( i ) · ...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜玖玉，欧阳明高，高明明，李建秋，马良峰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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