一種雙電機構型電動汽車動力控制系統及控制方法
【專利摘要】一種雙電機構型電動汽車動力控制系統及控制方法，屬于電動汽車動力系統構型及控制【技術領域】，具體涉及一種電動汽車動力系統構型及控制方法。本發明解決了現有電動汽車動力系統不能工作在高效率區而造成的電動汽車的能效性差的問題，本發明采用車速傳感器檢測到的車速，油門傳感器檢測到的油門踏板開度，整車控制器根據電動汽車車速、油門和制動踏板開度計算整車的功率需求，根據需求功率判斷兩個電機的工作狀態，對電機的輸出功率進行控制，使電機工作在高效率區，本發明適用于控制電動汽車動力系統。
【專利說明】—種雙電機構型電動汽車動力控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于電動汽車動力系統構型及控制【技術領域】，具體涉及一種電動汽車動力系統構型及控制方法。
【背景技術】
[0002]現代電動汽車動力系統的構型中，大部分是以單電機作為主要系統構型。這種設計結構簡單，控制容易，但是不能使電動機工作在高效率區，造成了電動汽車的能效性差。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決現有電動汽車動力系統不能工作在高效率區而造成的電動汽車的能效性差的問題，提出了一種雙電機構型電動汽車動力系統。
[0004]本發明所述一種雙電機構型電動汽車動力系統,該系統包括一號電機、磁粉離合器、二號電機、傳動裝置、左側車輪、右側車輪、二號驅動控制器、離合控制器、一號驅動控制器、整車控制器、車速傳感器、油門傳感器、制動踏板傳感器、電池管理系統和電池；
[0005]—號電機的動力輸出軸與磁粉離合器的輸入軸連接，磁粉離合器的輸出軸與二號電機的動力輸入軸連接，二號電機的動力輸出軸與傳動裝置連接，傳動裝置直接驅動左側車輪和右側車輪，一號電機的驅動信號輸入端與一號驅動控制器的驅動控制信號輸出端連接，二號電機的驅動信號輸入端連接二號驅動控制器的驅動控制信號輸出端，磁粉離合器的控制信號輸入端連接離合控制器的控制信號輸出端，離合控制器的控制信號輸入端連接整車控制器的離合控制信號輸出端，整車控制器的油門開度信號輸入端連接油門傳感器的油門開度信號輸出端，整車控制器的車速信號輸入端連接車速傳感器的車速信號輸出端，整車控制器的制動踏板開度信號輸入端連接制動踏板傳感器的制動踏板開度信號輸出端，整車控制器的電池荷電狀態信號輸入端連接電池管理系統的電池荷電狀態信號輸出端；電池管理系統的電池荷電狀態信號輸入端連接電池；
[0006]電池用于為一號電機和二號電機提供直流電源。
[0007]采用上述雙電機構型電動汽車動力系統實現汽車動力的控制方法，該方法的具體步驟為:
[0008]步驟一、車速傳感器檢測車速，油門傳感器檢測油門踏板開度、制動踏板傳感器檢測制動踏板開度、電池管理系統對電池的荷電狀態進行檢測；并將檢測獲得的信息發送給整車控制器；
[0009]步驟二、整車控制器判斷電池的荷電狀態是否低于電池荷電狀態的最小閾值點，如果判斷結果為是，則離合控制器控制磁粉離合器斷開，將一號電機和二號電機的目標功率設置為0，返回步驟一，否則，執行步驟三；
[0010]步驟三、整車控制器判斷所述制動踏板開度是否大于0，如果判斷結果為是，則執行步驟四；否則，執行步驟五；
[0011]步驟四、整車控制器判斷車速傳感器檢測到的車速是否大于0，如果判斷結果為是，則根據制動踏板傳感器檢測到的制動踏板開度和車速計算汽車的制動功率，對制動能量進行回收；否則，磁粉離合器斷開，將一號電機和二號電機的目標功率設置為O，返回步
驟一；
[0012]步驟五、整車控制器判斷油門傳感器檢測到的油門踏板開度是否大于0，如果判斷結構為是，則根據油門踏板開度和車速計算整車需求功率，并執行步驟六；否則，返回步驟
[0013]步驟六、整車控制器判斷整車需求功率是否大于一號電機高效區的最大功率，如果判斷結果為是，則離合器控制一號電機和二號電機輸出整車目標功率并返回步驟一；否貝U，離合器斷開，一號電機輸出整車目標功率，二號電機不工作并返回步驟一；
[0014]電機的高效區，是指電機的工作效率達到80%以上時的輸出功率。
[0015]本發明采用整車控制器根據電動汽車車速、油門和制動踏板開度計算整車的功率需求，根據需求功率判斷兩個電機的工作狀態，對電機的輸出功率進行控制，使電機工作在高效率區，提高了電動汽車的能效，且與現有電動汽車動力系統相比電動汽車的能效性提高了 10%左右。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所述雙電機構型電動汽車動力控制系統電氣結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]【具體實施方式】一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種雙電機構型電動汽車動力系統，該系統包括一號電機1、磁粉離合器2、二號電機3、傳動裝置4、左側車輪
5、右側車輪6、二號驅動控制器7、離合控制器8、一號驅動控制器9、整車控制器10、車速傳感器11、油門傳感器12、制動踏板傳感器13、電池管理系統14和電池15 ；
[0018]—號電機I的動力輸出軸與磁粉離合器2的輸入軸連接,磁粉離合器2的輸出軸與二號電機3的動力輸入軸連接，二號電機3的動力輸出軸與傳動裝置4連接，傳動裝置4直接驅動左側車輪5和右側車輪6, —號電機I的驅動信號輸入端與一號驅動控制器9的驅動控制信號輸出端連接，二號電機3的驅動信號輸入端連接二號驅動控制器7的驅動控制信號輸出端，磁粉離合器2的控制信號輸入端連接離合控制器8的控制信號輸出端，離合控制器8的控制信號輸入端連接整車控制器10的離合控制信號輸出端，整車控制器10的油門開度信號輸入端連接油門傳感器12的油門開度信號輸出端，整車控制器10的車速信號輸入端連接車速傳感器11的車速信號輸出端，整車控制器10的制動踏板開度信號輸入端連接制動踏板傳感器13的制動踏板開度信號輸出端，整車控制器10的電池荷電狀態信號輸入端連接電池管理系統14的電池荷電狀態信號輸出端；電池管理系統14的電池荷電狀態信號輸入端連接電池15 ；
[0019]電池15用于為一號電機I和二號電機3提供直流電源。
[0020]【具體實施方式】二、本實施方式是米用【具體實施方式】一所述的一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，該方法的具體步驟為:
[0021]步驟一、車速傳感器11檢測車速，油門傳感器12檢測油門踏板開度、制動踏板傳感器13檢測制動踏板開度、電池管理系統14對電池的荷電狀態進行檢測；并將檢測獲得的信息發送給整車控制器10 ；
[0022]步驟二、整車控制器10判斷電池的荷電狀態是否低于電池荷電狀態的最小閾值點，如果判斷結果為是，則離合控制器8控制磁粉離合器2斷開，將一號電機I和二號電機3的目標功率設置為0，返回步驟一，否則，執行步驟三；
[0023]步驟三、整車控制器10判斷所述制動踏板開度是否大于0，如果判斷結果為是，則執行步驟四；否則，執行步驟五；
[0024]步驟四、整車控制器10判斷車速傳感器11檢測到的車速是否大于0，如果判斷結果為是，則根據制動踏板傳感器13檢測到的制動踏板開度和車速計算汽車的制動功率，對制動能量進行回收；否則，磁粉離合器斷開，將一號電機I和二號電機3的目標功率設置為0，返回步驟一；
[0025]步驟五、整車控制器10判斷油門傳感器12檢測到的油門踏板開度是否大于0，如果判斷結構為是，則根據油門踏板開度和車速計算整車需求功率，并執行步驟六；否則，返
回步驟一；
[0026]步驟六、整車控制器10判斷整車需求功率是否大于一號電機I高效區的最大功率，如果判斷結果為是，則離合器控制一號電機I和二號電機3輸出整車目標功率并返回步驟一；否則，離合器斷開，一號電機I輸出整車目標功率，二號電機3不工作并返回步驟一；
`[0027]電機的高效區，是指電機的工作效率達到80%以上時的輸出功率。
[0028]【具體實施方式】三、本實施方式是對【具體實施方式】二所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法的進一步說明，步驟四中對制動能量進行回收的方法為:
[0029]步驟一、整車控制器10判斷電池15的荷電狀態是否達到最高閥值，如果判斷為是，則一號電機I和二號電機3的目標功率設為0，繼續對車速，油門踏板開度、制動踏板開度、電池的荷電狀態進行檢測；否則，執行步驟二 ；
[0030]步驟二、整車控制器10判斷制動功率是否大于一號電機I高效區的最大制動功率，如果判斷結果為是，則一號電機I和二號電機3共同輸出目標制動功率，并繼續對車速，油門踏板開度、制動踏板開度、電池的荷電狀態進行檢測；否則，一號電機I輸出目標制動功率，二號電機3不工作，繼續對車速，油門踏板開度，制動踏板開度和電池的荷電狀態進行檢測。
[0031]【具體實施方式】四、本實施方式是對【具體實施方式】二所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法的進一步說明，步驟五中根據油門踏板開度和車速計算整車需求功率P1通過公式:
[0032]Tqd=Tqdfflax α
[0033]P1=Tqd ω
[0034]獲得，式中Tqd為電機目標驅動轉矩，T_ax為電機最大驅動轉矩，α為油門踏板開度，P1為汽車行駛需求功率，ω為電機實際轉速即車速值。
[0035]【具體實施方式】五、本實施方式是對【具體實施方式】二所述的米用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法的進一步說明，步驟四中根據制動踏板傳感器13檢測到的制動踏板開度和車速計算汽車的制動功率P2通過公式:
[0036]Tqb=Tqbfflaxfbrk(^)[0037]
【權利要求】
1.一種雙電機構型電動汽車動力控制系統，其特征在于，該系統包括一號電機(I)、磁粉離合器(2)、二號電機(3)、傳動裝置(4)、左側車輪(5)、右側車輪(6)、二號驅動控制器(7)、離合控制器(8)、一號驅動控制器(9)、整車控制器(10)、車速傳感器(11)、油門傳感器(12)、制動踏板傳感器(13 )、電池管理系統(14)和電池(15 ); 一號電機(I)的動力輸出軸與磁粉離合器(2)的輸入軸連接,磁粉離合器(2)的輸出軸與二號電機(3)的動力輸入軸連接,二號電機(3)的動力輸出軸與傳動裝置(4)連接,傳動裝置(4)直接驅動左側車輪(5)和右側車輪(6), —號電機(I)的驅動信號輸入端與一號驅動控制器(9)的驅動控制信號輸出端連接，二號電機(3)的驅動信號輸入端連接二號驅動控制器(7)的驅動控制信號輸出端，磁粉離合器(2)的控制信號輸入端連接離合控制器(8)的控制信號輸出端，離合控制器(8)的控制信號輸入端連接整車控制器(10)的離合控制信號輸出端，整車控制器(10)的油門開度信號輸入端連接油門傳感器(12)的油門開度信號輸出端，整車控制器(10)的車速信號輸入端連接車速傳感器(11)的車速信號輸出端，整車控制器(10)的制動踏板開度信號輸入端連接制動踏板傳感器(13)的制動踏板開度信號輸出端，整車控制器(10)的電池荷電狀態信號輸入端連接電池管理系統(14)的電池荷電狀態信號輸出端；電池管理系統(14)的電池荷電狀態信號輸入端連接電池(15)； 電池(15)用于為一號電機(I)和二號電機(3)提供直流電源。
2.采用權利要求1所述的一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，其特征在于，該方法的具體步驟為: 步驟一、車速傳感器(11)檢測車速，油門傳感器(12)檢測油門踏板開度、制動踏板傳感器(13)檢測制動踏板開度、電池管理系統(14)對電池的荷電狀態進行檢測；并將檢測獲得的信息發送給整車控制器(10)； 步驟二、整車控制器(10)判斷電池的荷電狀態是否低于電池荷電狀態的最小閾值點，如果判斷結果為是，則離合控制器(8)控制磁粉離合器(2)斷開，將一號電機(I)和二號電機(3)的目標功率設置為0，返回步驟一，否則，執行步驟三； 步驟三、整車控制器(10)判斷所述制動踏板開度是否大于0，如果判斷結果為是，則執行步驟四；否則，執行步驟五； 步驟四、整車控制器(10)判斷車速傳感器(11)檢測到的車速是否大于0，如果判斷結果為是，則根據制動踏板傳感器(13)檢測到的制動踏板開度和車速計算汽車的制動功率，對制動能量進行回收；否則，磁粉離合器斷開，將一號電機(I)和二號電機(3)的目標功率設置為0，返回步驟一； 步驟五、整車控制器(10)判斷油門傳感器(12)檢測到的油門踏板開度是否大于0，如果判斷結構為是，則根據油門踏板開度和車速計算整車需求功率，并執行步驟六；否則，返回步驟一； 步驟六、整車控制器(10)判斷整車需求功率是否大于一號電機(I)高效區的最大功率，如果判斷結果為是，則離合器控制一號電機(I)和二號電機(3)輸出整車目標功率并返回步驟一；否則，離合器斷開，一號電機(I)輸出整車目標功率，二號電機(3)不工作并返回步驟一； 電機的高效區，是指電機的工作效率達到80%以上時的輸出功率。
3.根據權利要求2所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，其特征在于，步驟四中對制動能量進行回收的方法為: 步驟一、整車控制器(10)判斷電池(15)的荷電狀態是否達到最高閥值，如果判斷為是，則一號電機(I)和二號電機(3)的目標功率設為0，繼續對車速，油門踏板開度、制動踏板開度、電池的荷電狀態進行檢測；否則，執行步驟二 ； 步驟二、整車控制器(10)判斷制動功率是否大于一號電機(I)高效區的最大制動功率，如果判斷結果為是，則一號電機(I)和二號電機(3)共同輸出目標制動功率，并繼續對車速，油門踏板開度、制動踏板開度、電池的荷電狀態進行檢測；否則，一號電機(I)輸出目標制動功率，二號電機(3)不工作，繼續對車速，油門踏板開度，制動踏板開度和電池的荷電狀態進行檢測。
4.根據權利要求1所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，其特征在于，步驟五中根據油門踏板開度和車速計算整車需求功率P1通過公式:
Tqd TqcJmax Q
Pi=Tqd ω 獲得，式中，Tqd為電機目標驅動轉矩，Tqdmax為電機最大驅動轉矩，α為油門踏板開度，ω為電機實際轉速即車速值。
5.根據權利要求2所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，其特征在于，步驟四中根據制動踏板傳感器(13)檢測到的制動踏板開度和車速計算汽車的制動功率P2通過公式:
6.根據權利要求2所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，其特征在于，步驟二中所述電池荷電狀態的最小閾值點的為電池荷電狀態最高值的20%至30%之間。
7.根據權利要求3所述的采用一種雙電機構型電動汽車動力控制系統實現汽車動力的控制方法，其特征在于，電池(15)的荷電狀態的最高閥值為電池的電荷最大值的80%~90%之間。
【文檔編號】B60L15/32GK103552481SQ201310572502
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】吳曉剛, 胡宸, 陳漢 申請人:哈爾濱理工大學