[發(fā)明專利]一種電動汽車動力總成及其控制方法

在審

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• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN107284212A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇陸地方舟新能源電動汽車有限公司
• 主分類號: B60K1/02
• 分類號: B60K1/02;B60L15/20
• 代理公司: 深圳市神州聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44324
• 代理人: 丁雪娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車，特別是指電動汽車動力總成及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著高能電池技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字信號處理器技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，燃料傳統(tǒng)汽車逐漸被新型電動汽車所代替。

現(xiàn)代永磁同步電機(jī)具有低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率驅(qū)動特點(diǎn)，非常適用于驅(qū)動汽車。但是，在高轉(zhuǎn)速時，一般需要對電機(jī)進(jìn)行弱磁控制，而電機(jī)的弱磁能力有限，且長期高速運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械系統(tǒng)可靠性差。因此，對于電動汽車而言，滿足加速能力爬坡能力與滿足高速運(yùn)行是相互矛盾。現(xiàn)在市場上銷售的電動汽車最高車速一般是100km/h，這與傳統(tǒng)汽車相差甚遠(yuǎn)，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)，不利于電動汽車的市場化。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了提高電動汽車的爬坡能力加速能力同時滿足電動汽車高速運(yùn)行需求，我們開發(fā)一種新型電動汽車動力總成及其控制方法，可以根據(jù)路況及駕駛需求，自動調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出狀態(tài)，滿足電動汽車加速能力爬坡能力和高速行駛需求，大大提高系統(tǒng)可靠性。

本發(fā)明提供了一種電動汽車動力總成，其可向汽車提供驅(qū)動動力，其特征在于包括：整機(jī)控制器、電機(jī)控制器和分別與其電連接的高速電機(jī)和低速電機(jī)，整機(jī)控制器向電機(jī)控制器發(fā)送轉(zhuǎn)矩指令，所述電機(jī)控制器根據(jù)車速和路面狀況發(fā)送轉(zhuǎn)矩輸出指令選擇切換高速電機(jī)或低速電機(jī)驅(qū)動行駛，當(dāng)車速較低或在爬坡時，電機(jī)控制器切換接通低速電機(jī)驅(qū)動行駛，當(dāng)車速較高時，電機(jī)控制器切換接通高速電機(jī)驅(qū)動行駛。

優(yōu)選地，當(dāng)前速度小于或等于基速時，所述電機(jī)控制器采用最大轉(zhuǎn)矩電流比控制，發(fā)送目標(biāo)直軸電流I_d信號，驅(qū)動低速電機(jī)發(fā)送目標(biāo)轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速信號；當(dāng)前速度大于基速時，所述電機(jī)控制器采用弱磁控制，發(fā)送交流電流I_q信號，驅(qū)動高速電機(jī)發(fā)送目標(biāo)轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速信號，采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制進(jìn)行控制PWM輸出以控制電機(jī)。

其中，當(dāng)電機(jī)控制器采用最大轉(zhuǎn)矩電流比控制時，所述目標(biāo)直軸電流Id如圖3所示。

其中，當(dāng)電機(jī)控制器采用弱磁控制時，所述目標(biāo)交流電流Iq如圖4所示。

所述基速為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，當(dāng)坡度大于5％且加速度大于0.1m/s²，切換到低速電機(jī)工作。

優(yōu)選地，所述整車控制器與油門、制動、儀表盤、座椅、電機(jī)控制器電連接，其采集加速信號、剎車信號、車速數(shù)據(jù)、人機(jī)環(huán)境信號，加速轉(zhuǎn)矩抉擇表輸入信號是油門開度信號和車速信號，輸出是當(dāng)前目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；減速轉(zhuǎn)矩抉擇表輸入信號是制動踏板開度信號和車速信號，輸出是當(dāng)前目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；通過人機(jī)環(huán)境信號判斷是選擇加速還是減速轉(zhuǎn)矩抉擇表，對于加速轉(zhuǎn)矩抉擇表而言，油門開度信號越大，車速越大，則所需轉(zhuǎn)矩越大；對于減速轉(zhuǎn)矩抉擇表而言，制動踏板開度信號越大，車速越大，則所需轉(zhuǎn)矩越大。當(dāng)電動汽車啟動時，若整車控制器采集到座椅加速度大于設(shè)定值，則調(diào)高整車控制器輸出的轉(zhuǎn)矩信號，反之，則調(diào)低轉(zhuǎn)矩信號。

優(yōu)選地，所述人機(jī)環(huán)境信號包括座椅加速度信號，所述座椅加速度信號包括座椅縱向加速度信號和座椅垂向加速度信號。

優(yōu)選地，所述信號的優(yōu)先等級依次為駕駛員駕駛狀態(tài)、座椅加速度、制動/油門踏板。

本發(fā)明還提供了一種電動汽車動力總成控制方法，其包括以下步驟：

1)上電初始化，整機(jī)控制器和電機(jī)控制器自檢，若自檢正常，進(jìn)入步驟2)，若自檢故障，報警警示；

2)檢測電機(jī)是否正常，若自檢正常，進(jìn)入步驟3)，若自檢故障，報警警示；

3)整車控制器采集加速信號、剎車信號、車速數(shù)據(jù)、人機(jī)環(huán)境信號，通過邏輯運(yùn)算獲得最佳轉(zhuǎn)矩信號，傳輸至電機(jī)控制器，電機(jī)控制器根據(jù)轉(zhuǎn)矩信號、車速數(shù)據(jù)和路面狀況發(fā)送轉(zhuǎn)矩輸出指令選擇切換高速電機(jī)或低速電機(jī)驅(qū)動行駛，當(dāng)車速較低或在爬坡時，電機(jī)控制器切換接通低速電機(jī)驅(qū)動行駛，當(dāng)車速較高時，電機(jī)控制器切換接通高速電機(jī)驅(qū)動行駛。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種電動汽車動力總成及其控制方法，通過設(shè)計雙電機(jī)電動力總成，采用電機(jī)控制器根據(jù)加速信息、車速信息、剎車信號、車速數(shù)據(jù)、人機(jī)環(huán)境信號等，通過綜合各信號數(shù)據(jù)，控制輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，切換電機(jī)工作，當(dāng)車速低于基速時，或在爬坡狀態(tài)時，切換至低速電機(jī)工作，反之，當(dāng)車速高于基速時，切換至高速電機(jī)工作，這樣，根據(jù)路況和駕駛需求，自動調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出狀態(tài)，電機(jī)工作模式與車速相互關(guān)聯(lián)，在不同狀況下，自動切換選擇合適的電機(jī)，滿足電動汽車加速能力、爬坡能力和高速行駛需求，大大提高了系統(tǒng)可靠性和駕駛員的駕駛體驗(yàn)。

附圖說明