用于控制电动车辆的电驱动系统的方法和设备技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制电动车辆(200)的电驱动系统(100)的方法，该电驱动系统(100)被细分为包括第一电机(111)和第二电机(112)的电机子系统(110)和包括至少一个电存储设备(121)的剩余子系统(120)，该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制电动车辆的电驱动系统的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于控制具有两个电机的电动车辆的电驱动系统的方法和设备。电机中的至少一个被设计用于将牵引扭矩提供到车辆的驱动轮或驱动轮轴。车辆可以是仅具有电动马达作为驱动源的纯电动车辆，或者具有燃烧发动机作为附加驱动源的混合动力电动车辆。

技术介绍

[0002]具有两个电机的电动车辆作为纯电动车辆或者混合动力电动车辆是众所周知的。根据其主要用途，电机在技术设计、性能规格、电压水平、尺寸以及其集成到传动系中的方式方面有所不同。例如，在具有两个电机和一个燃烧发动机的混合动力电动车辆中，一个电机通常用作牵引机，而另一个电机用作起动发电机。牵引机例如经由变速器传动装置连接到车辆的驱动轮轴中的一个，而起动发电机例如经由皮带连接到发动机的曲轴。作为车辆的真正驱动源，牵引机表现出比起动发电机高得多的性能特征，起动发电机的主要目的是燃烧发动机的起动和动能的回收。
[0003]所有这些各种类型的电动车辆的共同点是电能存储设备，例如锂离子电池和/或燃料电池，其用作两种电机的电功率源和电功率吸收器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供一种用于控制具有两个电机的车辆的电气系统的方法，该方法允许改进电机的功率供应和改进回收功率的馈入，同时保护电气系统免于过度使用和损坏。本专利技术的另一个目的是提供一种控制设备，其被设计和配置成执行控制方法。
[0005]这两个目的都通过独立权利要求的主题来实现。本专利技术的优选实施例通过从属权利要求来描述。<br/>[0006]根据权利要求1所述的控制方法适用于控制由机器子系统和剩余系统组成的车辆的电气系统。机器子系统由第一电机和第二电机组成。剩余系统包括至少电存储设备。该方法包括以下步骤：
[0007]确定由剩余系统功率上阈值和剩余系统功率下阈值界定的剩余系统的允许剩余系统功率范围，
[0008]确定由第一机器功率上阈值和第一机器功率下阈值界定的第一电机的允许第一机器功率范围，并且确定由第二机器功率上阈值和第二机器功率下阈值界定的第二电机的允许第二机器功率范围，使得第一机器功率上阈值和第二机器功率上阈值的和不超过剩余系统功率上阈值，并且第一机器功率下阈值和第二机器功率下阈值的和不超过剩余系统功率下阈值，
[0009]基于第一电机的允许第一机器功率范围和当前速度确定允许第一机器扭矩范围，
[0010]基于第二电机的允许第二机器功率范围和当前速度确定允许第二机器扭矩范围，
[0011]基于对于车辆的操作的至少一个扭矩请求，确定位于允许第一机器扭矩范围内的
第一电机的第一机器扭矩设定点，并且确定位于允许第二机器扭矩范围内的第二电机的第二机器扭矩设定点。
[0012]操作第一电机以实现第一机器扭矩设定点，并且操作第二电机以实现第二机器扭矩设定点。
[0013]第一电机和第二电机是通过将驱动扭矩提供到车辆的驱动轮轴或驱动轮或通过提供用于产生驱动扭矩的电能或通过起动燃烧发动机来有助于车辆的推进的电机的类型。第一和第二电机的示例是牵引马达，如轮毂马达或驱动车辆的驱动轮轴的马达、安装在齿轮箱上的马达、安装在燃烧发动机和齿轮箱之间的马达、起动发电机(皮带驱动的起动发电机或曲轴起动发电机)、纯发电机(仅用于产生将存储在电能设备中或由牵引马达消耗的电能)。第一电动马达和第二电动马达不包括仅用于驱动辅助设备的马达，例如风扇马达或燃料泵马达或挡风玻璃刮水器马达。
[0014]通过首先确定剩余系统功率范围，在控制方法的开始设定机器子系统可用的总功率范围。剩余系统功率范围的确定考虑剩余系统的技术功率极限(输入功率极限和输出功率极限)，超过该极限可能损害剩余系统的电气部件，例如能量存储设备。为此，剩余系统功率上阈值可以设定为在不损坏剩余系统的某些电气部件的情况下可以由剩余系统容忍的最大允许输入功率值。同样，剩余系统功率下阈值可以设定为在不损坏剩余系统的某些电气部件的情况下可以由剩余系统容忍的最大允许输出功率值。
[0015]通过控制第一机器功率上阈值和第二机器功率上阈值的和不超过剩余系统功率上阈值，并且通过控制第一机器功率下阈值和第二机器功率下阈值的和不超过剩余系统功率下阈值，本专利技术允许电驱动系统在其技术边界和公差内的节能操作，同时安全地防止其因过度使用而受到技术损坏。
[0016]由于第一机器功率上阈值和第二机器功率上阈值的和受剩余系统功率上阈值限制，可能的是，第一机器功率上阈值本身可以超过剩余系统功率上阈值。在这种情况下，第二机器功率上阈值设定为足够低的适当值，以补偿该过量功率并允许两个值的和满足先前提到的要求。同样，可能的是，第二机器功率上阈值本身可以超过剩余系统功率上阈值。在这种情况下，第一机器功率上阈值设定为适当值，以补偿该过量功率并允许两个值的和满足先前提到的要求。
[0017]该原则同样适用于第一机器功率下阈值和第二机器功率下阈值，它们的和由剩余系统功率下阈值限制。这允许更灵活地适应两个电机的各自的允许功率范围，以便充分地响应于电驱动系统的特定操作条件和对于车辆的操作所必需的某些功率请求。
[0018]根据本专利技术，由于功率是在电驱动系统中限定应力极限的最合适的参数，允许的功率范围首先被确定，而电机的各自的允许扭矩范围仅在之后根据它们的当前速度被确定。这允许电驱动系统的非常安全和可持续的操作。
[0019]在根据权利要求2所述的实施例中，除了电存储设备之外，剩余系统还包括至少一个电力消耗设备。允许剩余系统功率范围基于能量存储设备的当前允许能量存储输出功率值和当前允许能量存储输入功率值以及基于所述至少一个电力消耗设备的当前或预测电力消耗设备输入功率值来确定。
[0020]在该实施例中，考虑除电存储设备之外的电力消耗设备的当前或预测电功率消耗，以确定允许剩余系统功率范围。更具体地，剩余系统功率上阈值由能量存储设备的输入
功率阈值(限定为正的或零)和电力消耗设备的当前或估计功率消耗值(限定为正的或零)的和确定。这意味着，如果这样的电力消耗设备是活跃的(正在消耗电功率)，则允许由两个电机生成的电功率的和更高。剩余系统功率下阈值被确定为能量存储设备的输出功率阈值(限定为负的或零)和电力消耗设备的当前或估计功率消耗值(限定为正的或零)的和。这意味着，仅当这样的电力消耗设备是活跃的时，才允许由两个电机消耗的电功率的和更小。
[0021]在根据权利要求3所述的实施例中，剩余系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器捕获能量存储设备的操作值，其中允许剩余系统功率范围被确定为使得操作值不超过给定的操作阈值。
[0022]通过考虑临界操作值(例如，温度、电流、总设备电压或能量存储设备的电芯电压的最小值或最大值)以确定允许剩余系统功率范围，可以可靠地防止能量存储设备的损坏。例如，如果电池的实际电流超过允许最大充电电流，则闭环控制器(例如，PI控制器)可以降低用于计算剩余系统功率上阈值的电池的允许充电功率，从而导致可以由电机组合地生成的总电功率的降低。然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于控制电动车辆(200)的电驱动系统(100)的方法，所述电驱动系统(100)被细分为包括第一电机(111)和第二电机(112)的电机子系统(110)和包括至少电存储设备(121)的剩余子系统(120)，所述方法包括以下步骤：
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确定由剩余系统功率上阈值和剩余系统功率下阈值界定的所述剩余系统的允许剩余系统功率范围，
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确定由第一机器功率上阈值和第一机器功率下阈值界定的所述第一电机的允许第一机器功率范围，并且确定由第二机器功率上阈值和第二机器功率下阈值界定的所述第二电机的允许第二机器功率范围，使得所述第一机器功率上阈值和所述第二机器功率上阈值的和不超过所述剩余系统功率上阈值，并且所述第一机器功率下阈值和所述第二机器功率下阈值的和不超过所述剩余系统功率下阈值，
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基于所述第一电机的所述允许第一机器功率范围和当前速度确定允许第一机器扭矩范围，
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基于所述第二电机的所述允许第二机器功率范围和当前速度确定允许第二机器扭矩范围，
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基于对于所述车辆的操作的至少一个扭矩请求，确定所述允许第一机器扭矩范围内的所述第一电机的第一机器扭矩设定点，并且确定所述允许第二机器扭矩范围内的所述第二电机的第二机器扭矩设定点，
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操作第一电机以实现第一机器扭矩设定点，并且操作第二电机以实现第二机器扭矩设定点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述剩余系统(121)还包括至少一个电力消耗设备(122)，并且其中，所述允许剩余系统功率范围(RSR)基于所述能量存储设备(121)的当前允许能量存储输入功率值和当前允许能量存储输出功率值并且基于所述至少一个电力消耗设备(122)的电力消耗设备输入功率值来确定。3.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其中，所述剩余系统(120)包括至少一个传感器设备(124)，其中，所述传感器设备(124)捕获所述能量存储设备(121)的操作值，并且其中，所述允许剩余系统功率范围(RSR)被确定为使得所述操作值不超过预定操作阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述能量存储设备(121...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：纬湃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：