一种四轮驱动电动汽车的转矩优化分配控制方法技术

本发明专利技术涉及一种四轮驱动电动汽车的转矩优化分配控制方法，制订了电机在行车工况、滑行工况和起步工况下的电机效率计算模型，将汽车行驶模式分为双轴行车模式、单轴行车模式、双轴起步模式和单轴起步模式，分别确定了不同模式下的消耗功率计算方法，通过离线的全局优化算法获取以能量最优为目标的转矩分配系数。为了避免控制过程中转矩变化过大，建立面向转矩变化率的转矩优化分配模型，采用模糊控制规则确定动态权重因子，进而最终确定四轮转矩分配结果；该方法以降低能量消耗和电机内电流波动为目标，计算出面向节能和转矩变化率的转矩分配系数及其对应的全局最优效率，极大地提升电动汽车的续航里程，保证轮毂电机使用的安全性和长效性。

【技术实现步骤摘要】
一种四轮驱动电动汽车的转矩优化分配控制方法
本专利技术涉及一种四轮驱动电动汽车的转矩优化分配控制方法，属于新能源汽车的四轮驱动

技术介绍
纯电动汽车已经成为行业内共同关注的焦点，是目前新能源汽车保有量增长的核心贡献力量，相比于传统的内燃机汽车和混合动力汽车，纯电动汽车具有高效节能和环境友好等多方面优势；其中，以轮毂电机为驱动的四轮独立驱动电动汽车拥有更加精简的底盘结构、更加可观的能量效率和更加柔性的控制特征，是现阶段电动汽车技术的研究热点，已经成为未来智能汽车以及智能交通技术发展的基础之一；四轮独立驱动电动汽车在底盘中可以配置相同或不同的轮毂电机，但一般情况下前轴车轮和后轴车轮的轮毂电机应为相同型号；在汽车直线行驶时，通过将整车需求转矩在前后轮间进行合理分配，能够提升电机驱动系统整体的工作效率从而达到节能的效果。目前，工程应用上的转矩分配多倾向于动力学需求，若在行驶过程中仅考虑汽车的动力学需求，则轮毂电机的工作效率很可能处于较低水平，进而使电动汽车的续航能力出现萎缩，亟需一种科学合理的转矩分配方法使得多轮毂电机在工作时既满足电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮驱动电动汽车的转矩优化分配控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n第一步：根据轮毂电机的转矩和转速分布情况，构建轮毂电机在行车工况、滑行工况以及起步工况下的效率计算模型；/n其中，行车工况为轮毂电机的转速、转矩均不为0，且转矩大于0时为驱动工况，转矩小于0时为制动工况；/n滑行工况为轮毂电机的转矩为0，转速不为0；/n起步工况为轮毂电机的转速为0，转矩不为0，且转矩大于0时为正起步工况，转矩小于0时为反起步工况；/n当轮毂电机处于行车工况时，采用电机Map图构建效率模型，当轮毂电机处于滑行工况、起步工况时，采用电功率损耗描述轮毂电机效率；/n第二步：基于四轮驱动电动汽车在行驶过程中...

【技术特征摘要】
1.一种四轮驱动电动汽车的转矩优化分配控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：根据轮毂电机的转矩和转速分布情况，构建轮毂电机在行车工况、滑行工况以及起步工况下的效率计算模型；
其中，行车工况为轮毂电机的转速、转矩均不为0，且转矩大于0时为驱动工况，转矩小于0时为制动工况；
滑行工况为轮毂电机的转矩为0，转速不为0；
起步工况为轮毂电机的转速为0，转矩不为0，且转矩大于0时为正起步工况，转矩小于0时为反起步工况；
当轮毂电机处于行车工况时，采用电机Map图构建效率模型，当轮毂电机处于滑行工况、起步工况时，采用电功率损耗描述轮毂电机效率；
第二步：基于四轮驱动电动汽车在行驶过程中前轴车轮和后轴车轮的运动情况，电动汽车在行驶过程中行驶模式分为单轴行车模式、双轴行车模式、单轴起步模式以及双轴起步模式，然后依据第一步中的效率计算模型，建立节能转矩分配系数ke的总功率计算模型，节能转矩分配系数ke为前轴分配转矩占总需求转矩的比例；
其中，单轴行车模式为前轴车轮的轮毂电机或者后轴车轮的轮毂电机中的一个处于行车工况，另外一个轴的轮毂电机处于滑行工况；
双轴行车模式为前轴车轮的轮毂电机、后轴车轮的轮毂电机均处于行车工况；
单轴起步模式为前轴车轮的轮毂电机或者后轴车轮的轮毂电机中的一个处于起步工况，另外一个轴的轮毂电机无消耗；
双轴起步模式为前轴车轮的轮毂电机、后轴车轮的轮毂电机均处于起步工况；
第三步：以能量消耗最低为目标，建立功率优化数学模型
Je＝min{Poverall}
κe＝argmin(Poverall)
s.t.
nmin≤nreq≤nmax
|Tj|≤min{2·Tpeak(nreq),Tj_max},j＝f,r
Treq≤4·Tpeak(nreq)
其中，Poverall表示轮毂电机整体消耗功率即总功率，κe表示使轮毂电机能耗最优的转矩分配系数集，nmin为轮毂电机转速的上限值，nmax为轮毂电机转速的下限值，Tpeak(·)表示轮毂电机的峰值转矩，其通过峰值转矩曲线得到，Tj_max为路面提供的前后轮最大驱动转矩，在满足约束条件的轮毂电机整个转速、转矩范围内，通过离线的全局优化算法求出任意转速和转矩下对应的κe的值；
第四步：将转矩分配过程中的转矩变化率即单位时间内分配到轮毂电机的转矩的变化量引入优化问题中，建立面向转矩变化率的转矩变化率优化分配模型：
Jt＝min{Def·(Ti(k)-Ti(k-1))2},i＝f,r
式中：k和k-1分别表示当前时刻和上一时刻，Def为缩放系数，用于调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷国栋，任彦君，沈童，梁晋豪，王凡勋，卢彦博，王金湘，庄伟超，耿可可，张宁，张辉，任祖平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32