[發明專利]一種純電動汽車運動控制方法

有效

• 申請號: 201110319122.3
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102431466A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 曹桂軍;王麗芳;廖承林;張志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L15/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種純電動汽車運動控制方法。

背景技術

純電動汽車具有零排放、動力消耗費用低、行駛安靜的特點，被認為是解決目前機動車排放，降低車輛使用費用的一個重要途徑。目前國內外都非常重視純電動汽車的研發工作，并已有多款產品上市。

純電動汽車中，整車控制系統決定司機操控電動汽車的舒適性和便利性；替代傳統車動力系統的部分控制功能；完成對電動輔助部件的精細化管理。其中整車運動控制方法是整車控制系統的靈魂和核心，完善的整車運動控制方法是純電動汽車發揮優良性能的前提條件。

目前公開的純電動汽車整車控制相關資料中，還未對整車運動控制方法進行完整的描述和概括。CN?102019888A的專利對純電動汽車的整車控制器硬件及控制方法都進行了描述，在控制方法上，電機狀態直接根據擋位決定，而電機轉矩則由踏板開度線性化決定；竇國偉等對純電動汽車整車驅動控制方法和制動回收方法進行了研究(上海汽車，2010年第5期，純電動轎車整車驅動控制策略開發實踐)；申請號為CAN101695912A的專利中，其整車控制方法的核心是根據能量需求統計及當前電池供給能力，來確定電機驅動轉矩。

然而，純電動汽車的運動控制方法中，需要對系統的驅動方法、制動方法、工作模式進行協調，同時做好強電控制與故障保護工作，否則整車動力系統不可能很好地工作。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，根據整車電氣驅動結構，提出一種整車運動控制方法。本發明適用于采用單驅動電機的純電動汽車，且無需改動汽車的ABS系統。

采用單驅動電機的純電動汽車中，電池組輸出的高壓電線經過電池管理系統后，進入到高壓電器開關箱，并與高壓繼電器串聯。高壓繼電器后端的高壓線路直接輸入至電機控制器。DC/DC、電動空調和電暖風的高壓輸入線路并聯在電池管理系統后端的高壓線路上。

整車控制器與電池管理系統、電機控制器通過CAN總線與電池管理系統實現信息交互。整車控制器接收鑰匙信號、踏板信號、擋桿位置、空調及暖風開關信號。整車控制器直接輸出開關信號控制高壓繼電器、電暖風繼電器、電動空調繼電器、冷卻風扇繼電器、水泵繼電器。整車控制器輸出PWM信號控制電動空調的運轉轉速。

本發明中，純電動汽車的整車控制器必須同時發出電機目標工作模式和電機目標轉矩指令，電機才能實現正常的動作。本發明中整車運動控制方法包括驅動控制、制動控制、工作模式三部分，驅動控制與制動控制部分用于制定驅動電機的目標轉矩：驅動轉矩和制動轉矩，而工作模式控制部分用于確定電機的目標工作模式。

1、驅動控制方法

本發明純電動整車的驅動控制方法概括為：以司機加速踏板輸入至整車控制器的加速踏板開度信號，以及通過CAN總線反饋的電機轉速信號為輸入，查驅動轉矩二維數據表，得到電機的目標驅動轉矩；再根據CAN總線反饋的電池荷電狀態(State?Of?Charge，SOC)狀態、電池電流、總線電壓對電機的目標驅動轉矩進行修正。當電池或者電機發生非嚴重故障時，對電機的目標驅動轉矩進行限制；當出現電池或者電機發生嚴重故障、電機轉速超過電機允許的上限轉速值、電機使能信號為0這三種條件中任意一種時，電機的目標驅動轉矩為0。

具體的控制步驟如下：

(1)電機的目標驅動轉矩首先由驅動轉矩二維數據表查表得到。該驅動轉矩二維數據表以整車控制器采集得到的司機加速踏板信號，以及由CAN總線反饋的電機轉速信號為輸入變量，電機的目標驅動轉矩為輸出變量。總線反饋的電機轉速信號需要經過低通濾波，以增加電機轉速反饋的時滯性，同時濾除電機轉速的高頻波動，使得整車控制器抗干擾能力增加。

該驅動轉矩二維數據表是以電機外特性轉矩曲線為基礎輪廓參考，在不同的電機轉速和不同的加速踏板開度信號下，進行實車標定得到的轉速-加速踏板開度信號-目標驅動轉矩曲線。此驅動轉矩二維數據表的特點是，在低轉速區間的轉矩變化斜率大于中間轉速區間的轉矩變化斜率，高轉速區間轉矩變化斜率大于中間轉速區間的轉矩變化斜率。此數據曲線表明，在低速下，整車的驅動轉矩更大，有利于車輛起步和加速；在高速下車輛的轉矩下降較快，防止出現小油門下電機超速的情況。

(2)以SOC為輸入變量，查第一驅動轉矩修正系數表，得到第一個驅動轉矩修正系數，用于修正步驟(1)中電機的目標驅動轉矩；