矿用电动车的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种矿用电动车的控制方法，包括以下步骤：使矿用电动车在理想工况下行驶，整车控制器根据驾驶员踩下的油门深度θ计算目标车速；整车控制器根据驾驶员踩下油门深度，计算电机需求的扭矩；电机控制器将电机在(t‑1)时刻的实际输出扭矩T(t‑1)反馈到整车控制器，当实际输出扭矩T(t‑1)达到需求扭矩Tp(t)时，在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)＝Tp(t)，当实际输出扭矩T(t‑1)未达到需求扭矩Tp(t)时，则在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)＝T(t‑1)+Tstep。本发明专利技术的矿用电动车的控制方法可以有效保护电池，延长电池使用寿命。

Control method of mine electric vehicle

The invention relates to a control method for a mine electric vehicle, which comprises the following steps: making the mine electric vehicle run under an ideal working condition, the vehicle controller calculates the target speed according to the accelerator depth theta stepped down by the driver, the vehicle controller calculates the torque required by the motor according to the accelerator depth stepped down by the driver, and the motor controller turns the motor into a motor. The actual output torque T (t_1) at time (t_1) is fed back to the vehicle controller. When the actual output torque T (t_1) reaches the required torque Tp (t), the input torque TIN (t) = Tp (t) of the vehicle controller to the motor controller at time t, and when the actual output torque T (t_1) does not reach the required torque Tp (t), the vehicle controller sets it at time t. The input torque of the motor controller is TIN (T) = T (T 1) +Tstep. The control method of the mine electric vehicle of the invention can effectively protect the battery and prolong the service life of the battery.

【技术实现步骤摘要】
矿用电动车的控制方法
本专利技术涉及一种矿用电动车，特别涉及一种矿用电动车的控制方法。
技术介绍
我国井下辅助运输目前多采用以柴油机为动力的防爆无轨胶轮车。柴油机为动力的防爆无轨胶轮车在狭小的矿井巷道内，存在着三高一低的缺点：高排放、高油耗、高噪音、低效率。因此，零排放的矿用电动车正逐步取代柴油机为动力的防爆无轨胶轮车，成为绿色矿山的辅助运输主力。煤矿井下的工况复杂，矿用电动车多满载运行，且经常有长距离坡道。如果按通常的矿用电动车的控制方法，当驾驶员将油门踩到底后，电机即输出最大扭矩，并将转速提至最高转速。则电机会立即以满功率，甚至峰值功率运行，对电机、电池消耗比较大。由于煤安要求规定，在由单体电池组合成电池组的时候，不允许单体电池先并联再串联，使得电池组的放电能力受到一定限制。目前矿用电动车的电池长时间放电倍率超过1C就有可能造成电池损伤。很多矿用电动车为了减小体积和降低自重，只设计一个电池箱。按规定单个电池箱内电池不许并联，这样就会由于电流经常过放而导致电池一致性下降，影响电池组整体有效放电率，进而影响续航里程，长期使用还将导致电池损坏。另一方面，在煤矿行业，用户对矿用电动车的最高行驶速度、加速性能要求并不高，为了安全甚至会限制车辆最高车速。比如煤安规定井下锂离子蓄电池无轨胶轮车最高运行时速不得超过25km/h。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种本专利技术的目的是提供一种有效保护电池，延长电池使用寿命的矿用电动车的控制方法。为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案之一是提供一种矿用电动车的控制方法，矿用电动车包括油门、电池管理系统、电机和整车控制器，所述电机具有电机控制器，所述油门、电池管理系统、电机控制器均与整车控制器电连接，所述控制方法包括以下步骤：[1]、使矿用电动车在理想工况下行驶，整车控制器根据驾驶员踩下的油门深度θ计算目标车速Vd，具体为：其中Vmax为车辆设计最高速度，θmax为油门最大深度；根据矿用电动车的传动比，将目标车速Vd换算成电机目标转速，则有其中nd为电机目标转速，nmax为电机最高转速；[2]、整车控制器根据驾驶员踩下油门深度，计算电机需求的扭矩，为使电机达到目标转速nd，在t时刻需求扭矩Tp(t)为：其中△n(t-1)为(t-1)时刻电机实际转速和目标转速之差，即△n(t-1)＝nd-n(t-1)，n(t-1)由电机控制器实时反馈，kp为比例系数，计算公式为其中Tmax为电机最大扭矩，ki、kd为积分、微分系数；[3]、电机控制器将电机在(t-1)时刻的实际输出扭矩T(t-1)反馈到整车控制器，当实际输出扭矩T(t-1)达到需求扭矩Tp(t)时，在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)设置为TIN(t)＝Tp(t)，当实际输出扭矩T(t-1)未达到需求扭矩Tp(t)时，则在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)设置为TIN(t)＝T(t-1)+Tstep；其中Tstep为电机输出扭矩的递增值。进一步的，步骤[2]中，ki、kd为积分、微分系数，由试验或仿真软件整定，取值在0.001～0.01之间。本专利技术提供的技术方案之二是提供一种矿用电动车的控制方法，矿用电动车包括油门、电池管理系统、电机和整车控制器，所述电机具有电机控制器，所述油门、电池管理系统、电机控制器均与整车控制器电连接，所述矿用电动车的控制方法包括以下步骤：[1]、使矿用电动车在理想工况下行驶，整车控制器根据驾驶员踩下的油门深度θ计算目标车速Vd，具体为：其中Vmax为车辆设计最高速度，θmax为油门最大深度；根据矿用电动车的传动比，将目标车速Vd换算成电机目标转速，则有其中nd为电机目标转速，nmax为电机最高转速；[2]、整车控制器根据驾驶员踩下油门深度，计算电机需求的扭矩，为使电机达到目标转速nd，在t时刻需求扭矩Tp(t)为：其中△n(t-1)为(t-1)时刻电机实际转速和目标转速之差，即△n(t-1)＝nd-n(t-1)，n(t-1)由电机控制器实时反馈，kp为比例系数，计算公式为其中Tmax为电机最大扭矩，ki、kd为积分、微分系数；[3]、在理想工况下，测试整车控制器保持对电机控制器设置某一数值的输入扭矩，在不同的油门深度下，根据电机控制器实时反馈的电机转速，计算出理想工况下车辆在某一数值的输入扭矩下各油门深度对应的参照加速度a0(θ)，并将a0(θ)贮存在整车控制器中；[4]、矿用电动车日常工作行驶时，整车控制器监测在某一数值的输入扭矩下各油门深度对应的车辆的实际加速度a(θ)，将车辆的实际加速度a(θ)与对应油门深度下的参照加速度a0(θ)对比，计算出车辆的载荷系数H，具体为：其中修正系数h由试验确定；按照上述方法针对电机控制器的不同数值的输入扭矩进行监控、计算并记录存储；载荷系数H用来反映矿用电动车是否载重或爬坡，以此对相关参数进行修正，当a(θ)≥a0(θ)时，说明矿用电动车在平道空载或下坡行驶，出于安全考虑，H值取1，即不对相关参数进行修正；当a(θ)＜a0(θ)时，说明矿用电动车处于上坡或载重状态，载荷系数H大于1，需要对相关参数进行修正；同时电机控制器将电机在(t-1)时刻的实际输出扭矩T(t-1)反馈到整车控制器，当实际输出扭矩T(t-1)达到需求扭矩Tp(t)时，在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)预设置为TIN(t)＝Tp(t)，当实际输出扭矩T(t-1)未达到需求扭矩Tp(t)时，则在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)预设置为TIN(t)＝T(t-1)+Tstep；其中Tstep为电机输出扭矩的递增值；[5]、根据步骤[4]得到的t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩的预设置值TIN(t)查询步骤[3]得到的记录值从而获得相对应的车辆的载荷系数H；[6]、整车控制器计算电池状态系数Q：其中Soc为电池组的电量，范围为0～1，由电池管理系统提供，V为电池组总电压，b为最高电池温度，△V为电池以0.5C电流放电时，最高单体电池电压和最低单体电池电压之差，c为充放电次数；c0为充放电次数修正值，q为修正系数；[7]、计算速度修正系数KV和扭矩修正系数KT：KT＝Q·H；[8]、利用速度修正系数KV对电机目标转速nd进行修正，得到修正后的目标转速n′d：n′d＝KV·nd；[9]、根据修正后的目标转速n'd计算出修正后的需求扭矩T'P(t)，修正后在t时刻的需求扭矩T'P(t)为：其中△n'(t-1)为(t-1)时刻电机实际转速和修正后的目标转速n'd之差，即△n'(t-1)＝n'd-n(t-1)，n(t-1)由电机控制器实时反馈，k'p为修正后的比例系数，计算公式为[10]、利用扭矩修正系数KT修正电机输出扭矩的递增步进值Tstep，得到修正后的扭矩递增步进值T′step＝KT·Tstep；[11]、电机控制器连续将电机在(t-1)时刻的实际输出扭矩T(t-1)反馈到整车控制器，当实际输出扭矩T(t-1)达到需求扭矩T'p(t)时，在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩T'IN(t)设置为T'IN(t)＝T'p(t)，当实际输出扭矩T(t-1)未达到需求扭矩T'p(t)时，在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩T'本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用电动车的控制方法，矿用电动车包括油门、电池管理系统、电机和整车控制器，所述电机具有电机控制器，所述油门、电池管理系统、电机控制器均与整车控制器电连接，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：[1]、使矿用电动车在理想工况下行驶，整车控制器根据驾驶员踩下的油门深度θ计算目标车速Vd，具体为：

【技术特征摘要】
1.一种矿用电动车的控制方法，矿用电动车包括油门、电池管理系统、电机和整车控制器，所述电机具有电机控制器，所述油门、电池管理系统、电机控制器均与整车控制器电连接，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：[1]、使矿用电动车在理想工况下行驶，整车控制器根据驾驶员踩下的油门深度θ计算目标车速Vd，具体为：其中Vmax为车辆设计最高速度，θmax为油门最大深度；根据矿用电动车的传动比，将目标车速Vd换算成电机目标转速，则有其中nd为电机目标转速，nmax为电机最高转速；[2]、整车控制器根据驾驶员踩下油门深度，计算电机需求的扭矩，为使电机达到目标转速nd，在t时刻需求扭矩Tp(t)为：其中△n(t-1)为(t-1)时刻电机实际转速和目标转速之差，即△n(t-1)＝nd-n(t-1)，n(t-1)由电机控制器实时反馈，kp为比例系数，计算公式为其中Tmax为电机最大扭矩，ki、kd为积分、微分系数；[3]、电机控制器将电机在(t-1)时刻的实际输出扭矩T(t-1)反馈到整车控制器，当实际输出扭矩T(t-1)达到需求扭矩Tp(t)时，在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)设置为TIN(t)＝Tp(t)，当实际输出扭矩T(t-1)未达到需求扭矩Tp(t)时，则在t时刻整车控制器对电机控制器的输入扭矩TIN(t)设置为TIN(t)＝T(t-1)+Tstep；其中Tstep为电机输出扭矩的递增值。2.根据权利要求1所述的矿用电动车的控制方法，其特征在于：步骤[2]中，ki、kd为积分、微分系数，由试验或仿真软件整定，取值在0.001～0.01之间。3.一种矿用电动车的控制方法，矿用电动车包括油门、电池管理系统、电机和整车控制器，所述电机具有电机控制器，所述油门、电池管理系统、电机控制器均与整车控制器电连接，其特征在于：所述矿用电动车的控制方法包括以下步骤：[1]、使矿用电动车在理想工况下行驶，整车控制器根据驾驶员踩下的油门深度θ计算目标车速Vd，具体为：其中Vmax为车辆设计最高速度，θmax为油门最大深度；根据矿用电动车的传动比，将目标车速Vd换算成电机目标转速，则有其中nd为电机目标转速，nmax为电机最高转速；[2]、整车控制器根据驾驶员踩下油门深度，计算电机需求的扭矩，为使电机达到目标转速nd，在t时刻需求扭矩Tp(t)为：其中△n(t-1)为(t-1)时刻电机实际转速和目标转速之差，即△n(t-1)＝nd-n(t-1)，n(t-1)由电机控制器实时反馈，kp为比例系数，计算公式为其中Tmax为电机最大扭矩，ki、kd为积分、微分系数；[3]、在理想工况下，测试整车控制器保持对电机控制器设置某一数值的输入扭矩，在不同的油门深度下，根据电机控制器实时反馈的电机转速，计算出理想工况下车辆在某一数值的输入扭矩下各油门深度对应的参照加速度a0(θ)，并将a0(θ)贮存在整车控制器中；[4]、矿用电动车日常工作行驶时，整车控制器监测在某一数值的输入扭矩下各油门深度对应的车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐文，陶鹏飞，王保瑞，程子华，
申请(专利权)人：常州科研试制中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32