电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法技术

一种电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法。在多驱动电动机共同驱动的车辆中，有k台配备相同调速器和相同传动装置的相同型号的驱动电动机构成机组A，在车辆运行速度V

Determination method and operation method of switching point for energy saving optimization of electric vehicles

【技术实现步骤摘要】
电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法所属
本专利技术涉及电动车辆的节电运行方法，尤其是电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法。
技术介绍
配置1个以上驱动电动机的电动汽车、高速列车和地铁列车，每天都消耗大量的电能，这些车辆的节能高效运行，意义重大。这些车辆在运行中，驱动电动机转速与车辆的运行速度按照一定的关系进行运转，驱动电动机运行台数的多少和负荷的分配方法，决定着这些车辆的整体运行能效高低，决定着这些车辆节能品质的高低。城市中单人开车上下班的人群很庞大，常规的电动汽车由1台电动机驱动，常处于极低负荷运行状态，再加上天气、路况和频繁启停等问题，能源浪费严重，把1个驱动电动机的动力用2-4个驱动电动机代替，通过优化可以实现更节能的运行，预计可以缓解这些问题造成的能源浪费，并提高电动汽车的续航里程，有望成为未来电动汽车的主流方向。高速列车，一般由多个电动机共同驱动，由于客流变化大、运行速度快，再加上天气、风阻、上下坡因素的影响，负荷轻重变化很大，驱动电动机之间的优化控制，可以提高整体运行能效降低运行能耗。目前，得到大力发展的城市轨道交通——地铁，很多也是由2-3个电动机驱动的，这些驱动电动机的优化运行，也会对降低地铁能耗产生显著的影响。目前公知的用于这些车辆的设计是按照常规设计规范进行的，而设计规范并没有保证多台驱动电动机实现最节电运行的设备配备方法和量化节能的设计手段，驱动电动机和对应的调速器在调速过程中由于阻力和速度的变化其运行效率也是变化的，电动机出厂资料中不提供电动机在不同转速不同负荷率下的效率变化曲线，调速驱动器厂家也不提供不同频率不同负荷率下的效率变化曲线，基于这些因素，要确定这些车辆调速运行后的最佳节电运行方式是非常困难的。中国专利技术专利ZL201010265930.1给出了通用设备负荷调节和数量控制方法，是该领域里程碑式的专利技术，但是该专利并没有给出如何确定和获取驱动电动机之间运行数量最佳切换点的方法。
技术实现思路
为了给出多驱动电动机的电动汽车、高速列车和地铁列车在工程上确定驱动电动机运行台数最佳切换点的寻找方法和最佳运行方法，本专利技术提供一种电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法，可以方便地在工程中直接进行应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：在k+k1台驱动电动机共同驱动的一个电动车辆中，有k台配备相同型号调速器和相同型号传动装置的相同型号驱动电动机构成的机组A，k为大于1的整数，有k1台其它型号的驱动电动机，k1≥0，车辆运行在速度Vs下，机组A所有驱动电动机输出的总转矩为MA，机组A中所有调速器的总输入功率为PA，指定机组A中任意一台驱动电动机为第1台驱动电动机，机组A中第i台驱动电动机输出的转矩为Mi，第i台驱动电动机对应的调速器的输入功率为Pi，MA＝M1+M2+…+Mk，PA＝P1+P2+…+Pk，对于机组A，以Vs速度下得出的MAφVsλPAμ-βMAδVsξPAσ曲线作为工作曲线w，工作曲线可以称为工作方程或工作函数，求取机组A的最佳切换点以及最佳运行方法，φ、λ、μ、β、δ、ξ和σ是系数，β≠0，φ和μ不能同时等于0，φ和δ不能同时等于0，σ和δ不能同时等于0，σ和μ不能同时等于0；在电动车辆运行速度Vs下，记录机组A中第1台驱动电动机的输出转矩M1以及对应M1的调速器输入功率P1，M1Max(Vs)≥M1≥0，M1Max(Vs)为电动车辆运行在速度Vs下第1台驱动电动机的最高输出转矩；MA＝M1，PA＝P1，得出1台驱动电动机运行的工作曲线w1；取MA＝(m-1)M1和PA＝(m-1)P1，m为正整数，k≥m≥2，得到m-1台驱动电动机运行在相同输出转矩下的工作曲线wm-1，M1＝M2＝…＝Mm-1，P1＝P2＝…＝Pm-1；取MA＝mM1和PA＝mP1，m为正整数，k≥m≥2，得到m台驱动电动机运行在相同输出转矩下的工作曲线wm，M1＝M2＝…＝Mm，P1＝P2＝…＝Pm；工作曲线wm-1和工作曲线wm的相交点，为m-1台驱动电动机运行与m台驱动电动机运行在电动车辆运行速度Vs下的最佳切换点，最佳切换点处MA＝Mm-1，m和PA＝Pm-1，m，在相交点，m-1台运行的驱动电动机的效率和m台运行的驱动电动机的效率相同，称为“等效切换”；如果工作曲线wm-1和工作曲线wm没有相交点，则m-1台运行的驱动电动机与m台运行的驱动电动机的切换点为m-1运行的驱动电动机都运行在最高输出转矩M1Max(Vs)点；Mm-1，m为用机组A的总输出转矩表示的最佳切换点，Pm-1，m为用机组A中所有调速器的总输入功率表示的最佳切换点；m＝2时，最佳切换点为MA＝M1，2和PA＝P1，2，m＝k时，最佳切换点为MA＝Mk-1，k和PA＝Pk-1，k；m-1台驱动电动机运行时，保持M1＝M2＝…＝Mm-1，P1＝P2＝…＝Pm-1；m台驱动电动机运行时，保持M1＝M2＝…＝Mm，P1＝P2＝…＝Pm，即运行中的相同型号的驱动电动机保持相同的负荷，称为“同机同荷”；在工程应用中，取Mm-1，m和Pm-1，m中的任意一个作为机组A运行的最佳切换点，工程中无法找到绝对相等的两个现场工艺数值，只能找到最佳切换点附近的近似值，仪表本身也有误差，如果电动车辆要求驱动电动机启停间隔有时间限制时，应避免驱动电动机运行台数在最佳切换点附近频繁切换，综合考虑各种因素，实际切换点的数值为最佳切换点附近一个范围内的数值，在机组A中，驱动电动机运行台数从m-1增加到m时，实际切换点取为最佳切换点的数值乘以(1+θ)，0.15≥θ≥0，驱动电动机运行台数从m减少为m-1时，实际切换点取为最佳切换点的数值乘以(1-ε)，0.15≥ε≥0；也就是用最佳切换点附近的数值作为实际切换点数值，大于实际切换点数值时增加驱动电动机运行台数，小于实际切换点数值时减少驱动电动机运行台数，在实际切换点时维持或切换驱动电动机的运行台数，这些实际切换点是近似最佳切换点；对于不同的电动车辆运行速度Vs，用同样的方法，得出不同的最佳切换点和不同的实际切换点。当δ＝1，ξ＝1，σ＝-1和β＝β1时，βMAδVsξPAσ＝β1MAVs/PA，β1MAVs/PA代表机组A的运行效率η(Vs)，β1为系数，机组A在车辆运行速度Vs下，采用最佳切换点进行驱动电动机运行台数的切换，MA≥M1，2时，机组A的运行效率η(Vs)≥β1M1，2Vs/P1，2，机组A运行在高效区。本专利技术的有益效果是先得出1台驱动电动机运行在车辆速度Vs下的工作曲线，直接画出2台驱动电动机运行到k台驱动电动机运行的所有工作曲线，通过这些工作曲线的相交点得出在车辆速度Vs下的最佳切换点，这一方法在工程中很容易实现，按照这些最佳切换点进行驱动电动机运行台数的切换和调速控制，就可以保证机组A运行在高效状态下。附图说明下面结合附图和实施例，对本专利技术进一步说明。图1是k＝3时用MA-PA曲线作为工作曲线得出最佳切换点和最佳负荷分配方法的实施例。图2是k＝3时用MA-MA/PA曲线作为工作曲线得出最佳切换点和最佳负荷分配方法的实施例。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法，在k+k1台驱动电动机共同驱动的一个电动车辆中，有k台配备相同型号调速器和相同型号传动装置的相同型号驱动电动机构成的机组A，k为大于1的整数，有k1台其它型号的驱动电动机，k1≥0，车辆运行在速度V

【技术特征摘要】
1.一种电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法，在k+k1台驱动电动机共同驱动的一个电动车辆中，有k台配备相同型号调速器和相同型号传动装置的相同型号驱动电动机构成的机组A，k为大于1的整数，有k1台其它型号的驱动电动机，k1≥0，车辆运行在速度Vs下，机组A所有驱动电动机输出的总转矩为MA，机组A中所有调速器的总输入功率为PA，指定机组A中任意一台驱动电动机为第1台驱动电动机，机组A中第i台驱动电动机输出的转矩为Mi，第i台驱动电动机对应的调速器的输入功率为Pi，MA＝M1+M2+…+Mk，PA＝P1+P2+…+Pk，其特征是：对于机组A，以Vs速度下得出的MAφVsλPAμ-βMAδVsξPAσ曲线作为工作曲线w，求取机组A的最佳切换点以及最佳运行方法，φ、λ、μ、β、δ、ξ和σ是系数，β≠0，φ和μ不能同时等于0，φ和δ不能同时等于0，σ和δ不能同时等于0，σ和μ不能同时等于0。


2.根据权利要求1所述的电动车辆节能寻优切换点确定方法和运行方法，其特征是：在电动车辆运行速度Vs下，记录机组A中第1台驱动电动机的输出转矩M1以及对应M1的调速器输入功率P1，M1Max(Vs)≥M1≥0，M1Max(Vs)为电动车辆运行在速度Vs下第1台驱动电动机的最高输出转矩；MA＝M1，PA＝P1，得出1台驱动电动机运行的工作曲线w1；取MA＝(m-1)M1和PA＝(m-1)P1，m为正整数，k≥m≥2，得到m-1台驱动电动机运行在相同输出转矩下的工作曲线wm-1，M1＝M2＝…＝Mm-1，P1＝P2＝…＝Pm-1；取MA＝mM1和PA＝mP1，m为正整数，k≥m≥2，得到m台驱动电动机运行在相同输出转矩下的工作曲线wm，M1＝M2＝…＝Mm，P1＝P2＝…＝Pm；工作曲线wm-1和工作曲线wm的相交点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚福来，
申请(专利权)人：姚福来，
类型：发明
国别省市：北京;11