[发明专利]一种纯电动汽车匀速行驶时动力需求匹配和优化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车驱动系统控制技术领域，具体涉及纯电动汽车匀速行驶驱动控制策略的制定方法。

背景技术

实现整车动力系统控制的算法称为驱动控制策略，驱动控制策略是纯电动车控制系统的核心内容。由于纯电动车的电驱动控制系统包括电机、功率转换器、动力电池、蓄电池、离合器、变速器等，是一个集成电气、电子、化学、机械系统的非线性动态系统，如何使这些部件协调、有效地工作，就是一个值得关注的问题。此外，不同的驾驶员有不同的驾驶习惯和风格，从而对车辆有不同的需求，这些都给驾驶意图的判断和整车控制策略的设计增加了难度。

匀速工况作为纯电动汽车驱动工况中一个重要的行驶工况，通常发生在路况较好、车况良好的行驶环境下，比如高速公路等。目前，我国正着力于高速纯电动汽车的研发，故对匀速行驶工况下的动力需求进行匹配及优化是个具有现实意义的问题。

针对这一问题，国内学者提出的观点主要集中在将匀速行驶工况与加速行驶工况统一考虑，结合加速踏板开度及变化率，反映驾驶员的操作意图，同时考虑车辆实时行驶速度来制定驱动控制策略，控制策略偏重于满足驾驶员操作意图。发表的文献包括：《产业与科技论坛》的《纯电动汽车整车控制策略的研究》；《中国高新技术企业》的《纯电动汽车转矩控制策略的研究》等。

以上方法的不足在于，并未对匀速行驶工况单独考虑，因为匀速行驶时加速踏板开度变化率很小，上述方法制定的控制策略会有一定的误差；另外仅仅考虑车速这个单一影响因素，虽然可以满足车辆的动力性需求，但忽略了电机及电池在车辆行驶过程中的工作状态，未能实现纯电动汽车匀速行驶时对经济性能的优化。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种纯电动汽车匀速行驶时动力需求匹配和优化的方法，在满足车辆匀速行驶动力性要求的前提下，对车辆经济性能指标进行优化。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种纯电动汽车匀速行驶时动力需求匹配和优化的方法，包括如下步骤：

步骤1，设定纯电动汽车设计的最大车速，每5km/h设为一个速度区间；

步骤2，根据速度区间进而求解相应的电机转速区间；

步骤3，对纯电动汽车搭载电机进行特性测试，计算电机的效率η_电机，根据制作的电机MAP图，寻找电机最高效率区；

步骤4，对纯电动汽车搭载电池进行特性测试，计算电池的效率η_电池，根据制作的电池内阻MAP图及相关公式，寻找电池最高效率区；

步骤5，综合步骤3和步骤4所得电机的效率和电池的效率得到系统效率；

步骤6，根据纯电动车当前行驶车速所在车速区间对应的电机转速区间，计算每个相近转速下系统效率值；

步骤7，取系统效率最大值点处所对应的车速作为该车速区间内的最经济车速；

步骤8，控制器控制电机输出转矩，保持该转速不变，将车辆以最经济车速行驶，从而实现最经济的控制方式。

进一步，所述步骤2中电机转速n为：

n=u·ig·i00.377·r]]>

式中：n为电机转速；u为车辆行驶车速；i_g为变速器传动比；i₀为主减速器传动比；r为车轮半径。

进一步，所述步骤3的具体过程为：

a、使用台架实验对纯电动汽车搭载电机进行实测，得到关于电机转速T数据和转矩n数据以及输入电压U和电流I数据；

b、计算电机的机械功率和电功率，得到电动机的效率特性MAP图；

c、根据电机效率MAP图，可以在已知转速和转矩的情况下，得到电机效率值。

进一步，所述步骤4的具体过程为：

a、通过对纯电动汽车搭载动力电池组在同一湿度不同温度下的工作循环过程进行检测，测量整个过程中的时间、温度、电压、电流等之间变化关系的相关数据；