双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，该方法包括：根据当前储能装置的温度、SOC以及是否故障状态，确定储能装置当前允许充电和放电电流，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率；根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、外电机当前功率和内电机当前转速确定内电机当前允许输出扭矩的上下限值；根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、内电机当前功率和外电机当前转速确定外电机当前允许输出扭矩的上下限值；分别根据内、外电机当前允许输出扭矩的上下限值对内、外电机需求输出扭矩进行限制并输出。该动态电机扭矩限值方法能够有效解决系统中储能装置过充和过放问题，保证动力系统稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法
本专利技术属于多电机混联系统
，尤其涉及一种双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法。
技术介绍
双电机行星排混动系统结构示意图如图1所示，系统包括发动机、内电机、内电机控制器、行星排、外电机、外电机控制器、储能装置，其中发动机与行星排的行星架刚性连接，内电机设计为空心轴电机与行星排太阳轮刚性连接，外电机与输出轴同轴刚性连接，内电机控制器和外电机控制器的直流端正负极均和储能装置正负极相连。内外电机均可处于电动或发电状态，若内外电机同时处于发电状态且不对电机输出扭矩进行限值，则保持此状态运行一定时间后储能装置电量会被充满，继续对其充电的话则会造成过充从而损坏储能装置，同理，若内外电机同时处于电动状态且不对电机输出扭矩进行限值，则保持此状态运行一定时间后储能装置电量会被消耗完，继续使储能装置放电的话则会造成过放而损坏储能装置，为了防止以上情况的发生需要在双电机行星排混动系统中动态地对两电机进行扭矩限值。现有的混动系统电机扭矩限值计算方法如中国专利号CN104417392A公开了一种多电机混动系统电机扭矩限制方法，其通过比较第一、第二和第三扭矩限值并根据最小者限定电机扭矩，但上述电机扭矩限值计算方法的主要目的是根据电机使用的优先级分配ISG电机和TM电机的驱动功率，而且上述电机扭矩限值计算方法着重考虑的是并联模式电池放电状态下电机的扭矩限值而未考虑电池充电状态下电机的扭矩限值。而本专利技术考虑储能装置充放电状态下确定电机的扭矩限值，以保证储能装置电量平衡，防止出现过充或过放。
技术实现思路
本专利技术在上述现有混动系统电机扭矩限值计算方法不足的基础上提供了一种双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，基于电动状态与发电状态，确定电机的扭矩限值。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，包括：根据当前储能装置的温度、SOC以及是否故障状态，确定储能装置当前允许充电和放电电流，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率；根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、外电机当前功率和内电机当前转速确定内电机当前允许输出扭矩的上下限值；根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、内电机当前功率和外电机当前转速确定外电机当前允许输出扭矩的上下限值；分别根据内、外电机当前允许输出扭矩的上下限值对内、外电机需求输出扭矩进行限制并输出。优选的，根据当前储能装置的温度、SOC以及是否故障状态，确定储能装置当前允许充电和放电电流，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率的方法为：若储能装置不存在故障，且预设温度下限阈值≤储能装置温度≤预设温度上限阈值，且预设SOC下限阈值≤储能装置SOC≤预设SOC上限阈值，则根据储能装置温度进行查表确定储能装置允许最大充电电流和放电电流；否则，将储能装置允许充电电流和放电电流限制为0；并将储能装置当前允许充电电流、放电电流分别与当前电压相乘，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率。优选的，根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、外电机当前功率和内电机当前转速确定内电机当前允许输出扭矩的上下限值的方法为：设定内电机、外电机电动状态下电流为正，发电状态下电流为负；分别计算内电机在当前转速下处于电动状态、发电状态时允许的最大扭矩输出值；确定内电机在当前转速下允许输出扭矩的上下限值：若内电机存在故障，则内电机当前允许输出扭矩的上限值和下限值均限制为0；若内电机不存在故障，则内电机当前允许输出扭矩的上限值＝max{电动状态时允许的最大扭矩输出值，发电状态时允许的最大扭矩输出值}，则内电机当前允许输出扭矩的下限值＝min{电动状态时允许的最大扭矩输出值，发电状态时允许的最大扭矩输出值}。优选的，计算内电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值的方法为：根据内电机当前转速通过转速—扭矩坐标系一三象限内电机外特性曲线，查表得到外特性限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值；计算当前内电机最大允许电动功率，即当前内电机最大允许电动功率＝储能装置当前极限放电功率-外电机当前电功率，外电机当前电功率＝外电机电流×电压，根据max{当前内电机最大允许电动功率，0}和内电机当前转速计算得到功率限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值；当内电机当前转速为负值时，则内电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值为min{max{功率限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值}，0}；当内电机当前转速为非负值时，则内电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值为max{min{功率限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值}，0}。优选的，计算内电机在当前转速下处于发电状态时允许的最大扭矩输出值的方法为：根据内电机当前转速通过转速—扭矩坐标系二四象限内电机外特性曲线，查表得到外特性限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值；计算当前内电机最大允许发电功率，即当前内电机最大允许发电功率＝储能装置当前极限充电功率-外电机当前电功率，外电机当前电功率＝外电机电流×电压，根据min{当前内电机最大允许发电功率，0}和内电机当前转速计算得到功率限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值；当内电机当前转速为负值时，则内电机在当前转速下处于发电状态时允许的最大扭矩输出值为max{min{功率限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值}，0}；当内电机当前转速为非负值时，则内电机在当前转速下处于发电状态时允许的最大扭矩输出值为min{max{功率限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值}，0}。优选的，根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、内电机当前功率和外电机当前转速，确定外电机当前允许输出扭矩的上下限值的方法为：设定内电机、外电机电动状态下电流为正，发电状态下电流为负；分别计算外电机在当前转速下处于电动状态、发电状态时允许的最大扭矩输出值；确定外电机在当前转速下允许输出扭矩的上下限值：若外电机存在故障，则外电机当前允许输出扭矩的上限值和下限值均限制为0；若外电机不存在故障，则外电机当前允许输出扭矩的上限值＝max{电动状态时允许的最大扭矩输出值，发电状态时允许的最大扭矩输出值}，则外电机当前允许输出扭矩的下限值＝min{电动状态时允许的最大扭矩输出值，发电状态时允许的最大扭矩输出值}。优选的，计算外电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值的方法为：根据外电机当前转速通过转速—扭矩坐标系一三象限外电机外特性曲线，查表得到外特性限制下当前外电机电动允许最大扭矩输出值；计算当前外电机最大允许电动功率，即当前外电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，其特征在于，包括：/n根据当前储能装置的温度、SOC以及是否故障状态，确定储能装置当前允许充电和放电电流，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率；/n根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、外电机当前功率和内电机当前转速确定内电机当前允许输出扭矩的上下限值；/n根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、内电机当前功率和外电机当前转速确定外电机当前允许输出扭矩的上下限值；/n分别根据内、外电机当前允许输出扭矩的上下限值对内、外电机需求输出扭矩进行限制并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，其特征在于，包括：
根据当前储能装置的温度、SOC以及是否故障状态，确定储能装置当前允许充电和放电电流，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率；
根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、外电机当前功率和内电机当前转速确定内电机当前允许输出扭矩的上下限值；
根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、内电机当前功率和外电机当前转速确定外电机当前允许输出扭矩的上下限值；
分别根据内、外电机当前允许输出扭矩的上下限值对内、外电机需求输出扭矩进行限制并输出。


2.根据权利要求1所述的双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，其特征在于，根据当前储能装置的温度、SOC以及是否故障状态，确定储能装置当前允许充电和放电电流，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率的方法为：
若储能装置不存在故障，且预设温度下限阈值≤储能装置温度≤预设温度上限阈值，且预设SOC下限阈值≤储能装置SOC≤预设SOC上限阈值，则根据储能装置温度进行查表确定储能装置允许最大充电电流和放电电流；否则，将储能装置允许充电电流和放电电流限制为0；
并将储能装置当前允许充电电流、放电电流分别与当前电压相乘，计算储能装置当前极限充电功率、极限放电功率。


3.根据权利要求1或2所述的双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，其特征在于，根据储能装置当前极限充电功率和极限放电功率、外电机当前功率和内电机当前转速确定内电机当前允许输出扭矩的上下限值的方法为：
设定内电机、外电机电动状态下电流为正，发电状态下电流为负；
分别计算内电机在当前转速下处于电动状态、发电状态时允许的最大扭矩输出值；
确定内电机在当前转速下允许输出扭矩的上下限值：
若内电机存在故障，则内电机当前允许输出扭矩的上限值和下限值均限制为0；
若内电机不存在故障，则内电机当前允许输出扭矩的上限值＝max{电动状态时允许的最大扭矩输出值，发电状态时允许的最大扭矩输出值}，则内电机当前允许输出扭矩的下限值＝min{电动状态时允许的最大扭矩输出值，发电状态时允许的最大扭矩输出值}。


4.根据权利要求3所述的双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，其特征在于，计算内电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值的方法为：
根据内电机当前转速通过转速—扭矩坐标系一三象限内电机外特性曲线，查表得到外特性限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值；
计算当前内电机最大允许电动功率，即当前内电机最大允许电动功率＝储能装置当前极限放电功率-外电机当前电功率，外电机当前电功率＝外电机电流×电压，根据max{当前内电机最大允许电动功率，0}和内电机当前转速计算得到功率限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值；
当内电机当前转速为负值时，则内电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值为min{max{功率限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值}，0}；
当内电机当前转速为非负值时，则内电机在当前转速下处于电动状态时允许的最大扭矩输出值为max{min{功率限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机电动允许最大扭矩输出值}，0}。


5.根据权利要求3所述的双电机行星排混动驱动系统的电机扭矩限值计算方法，其特征在于，计算内电机在当前转速下处于发电状态时允许的最大扭矩输出值的方法为：
根据内电机当前转速通过转速—扭矩坐标系二四象限内电机外特性曲线，查表得到外特性限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值；
计算当前内电机最大允许发电功率，即当前内电机最大允许发电功率＝储能装置当前极限充电功率-外电机当前电功率，外电机当前电功率＝外电机电流×电压，根据min{当前内电机最大允许发电功率，0}和内电机当前转速计算得到功率限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值；
当内电机当前转速为负值时，则内电机在当前转速下处于发电状态时允许的最大扭矩输出值为max{min{功率限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值，外特性限制下当前内电机发电允许最大扭矩输出值}，0}；
当内电机当前转速为非负值时，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯冬冬，李泰祥，张杰家，刘春欢，贾腾飞，金学润，王贵均，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37