[發明專利]一種分布式驅動電動車雙電機轉矩平衡控制方法和裝置

在審

• 申請號: 201710233587.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN108696222A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 紀秉男;鄭維;王志中;畢爽
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20;H02P21/30
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發明的目的在于提供一種分布式驅動電動車雙電機轉矩平衡控制方法和裝置，其中控制方法包括：獲取各電機當前的運行狀態，計算出各電機當前的轉矩；根據各電機的當前扭矩，預測出下一控制周期各電機在各電壓矢量下所對應的預測轉矩；設定各電機的轉速參考值，根據轉速參考值計算出各電機的參考轉矩值，對各電機的參考轉矩值之和進行平均分配，得到分配后的參考轉矩值；控制各電機的預測轉矩跟隨相應分配后的參考轉矩，選出各電機下一控制周期最優的電壓矢量；各電機在下一周期分別應用相應的最優電壓矢量進行控制。由于本申請所提供的技術方案不需要對電機的調節反復進行嘗試，所以不會引起系統的不穩定。

技術領域

本發明屬于純電動車控制技術領域，具體涉及一種分布式驅動電動車雙電機轉矩平衡控制方法和裝置。

背景技術

近年來，隨著傳統能源的逐漸消耗和環境的日益惡化，新能源純電動車輛得到了快速的發展，以傳統能源為動力的車輛正在被以新能源為動力的車輛逐步代替。在純電動車輛的動力系統中，基于輪邊電機的分布式驅動系統(即分布式輪邊驅動系統)取代了傳統的萬向軸和差速器等機械傳動機構，這種方式不僅能夠提升傳動效率，降低整車質量，增加車輛的續航里程，而且能夠簡化底盤結構，節約車內空間，提高乘坐的舒適性。

傳統的集中式驅動系統通過差速器時間左右半軸的“差轉速不差轉矩”，而分布式輪邊驅動系統中，驅動輪由各自的驅動電機獨立驅動，能夠根據車輛的行駛狀態任意分配車輪的驅動力矩，從而提升車輛操作的穩定性。

在分布式輪邊驅動系統中，保持兩側車輪驅動電機轉矩的一致性是保證車輛正常行駛的基礎，而轉矩穩態輸出偏差和動態響應偏差都會降低車輛行駛的穩定性。在直線行駛過程中，兩側車輪驅動電機的轉矩偏差越大，車輛側向位移越大，如果兩側車輛驅動電機的轉矩誤差超過5％，或者加速過程中轉矩響應時間差超過0.5秒，車輛的側向位移就會大于允許的跑偏值，所以需要采取一定的措施消除兩側車輛驅動電機的轉矩偏差，保持車輛兩側車輪驅動電機的轉矩平衡。

目前傳統的保持車輛兩側車輪驅動電機的轉矩平衡的方法如圖1所示，是利用前饋環節與PI環節配合，消除兩個電機的轉矩偏差。但是這種方式在PI環節會有一定的延時時間，響應速度較慢，可能大于0.5秒，并且在前饋環節所使用的前饋參數需要經過多次嘗試，在此過程中可能會引起系統的不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種分布式驅動電動車雙電機轉矩平衡控制方法和裝置，用于解決在對車輛兩側車輪驅動電機進行調節時，造成系統不穩定的問題。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種分布式驅動電動車雙電機轉矩平衡控制方法，包括如下步驟：

(1)獲取各電機當前的運行狀態，計算出各電機當前的轉矩；

(2)根據各電機的當前扭矩，預測出下一控制周期各電機在各電壓矢量下所對應的預測轉矩；

(3)設定各電機的轉速參考值，根據轉速參考值計算出各電機的參考轉矩值，對各電機的參考轉矩值之和進行平均分配，得到分配后的參考轉矩值；

(4)控制各電機的預測轉矩跟隨相應分配后的參考轉矩，選出各電機下一控制周期最優的電壓矢量；

(5)各電機在下一周期分別應用相應的最優電壓矢量進行控制。

進一步的，獲取兩個電機當前的定子電壓和定子電流，然后利用磁鏈和轉矩觀測器計算出各電機當前定子磁鏈和轉子磁鏈，再利用當前的定子磁鏈和轉子磁鏈計算出各電機當前的轉矩。

進一步的，首先預測出各電機在每個電壓矢量作用下，下一控制周期的定子電流和定子磁鏈，再根據預測出的定子電流和定子磁鏈預算處出下一控制周期各電機在各電壓矢量下的預測轉矩。

進一步的，采用比例-積分控制算法，根據各電機轉速的參考值計算出各電機的參考轉矩。