[发明专利]一种四轮驱动的增程式电动汽车能效分层协调优化控制方法

摘要

一种四轮驱动的增程式电动汽车能效分层协调优化控制方法，涉及一种电动汽车的控制方法。为了解决现有的增程式电动汽车在复杂运行条件下没有使驱动效率达到最优的问题。本发明所述方法首先计算电动汽车两台驱动电机的目标总转矩Tt；然后判断矩阵网格Q_i，j的4个节点的数值是否为空，若其中任一节点数值为空，采用搜索法搜索转矩优分配系数k，按k将总转矩Tt分配给第一驱动电机和第二驱动电机，控制驱动电机输出目标转矩；否则，计算矩阵网格Q_i，j的4个节点的数值的平均值k，将k作为对应的转矩优化分配系数，按k将总转矩Tt分配给第一驱动电机和第二驱动电机，控制驱动电机输出目标转矩。本发明适用于汽车的设计制造领域。

主权项

1.一种四轮驱动的增程式电动汽车能效分层协调优化控制方法，是基于一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统实现的，所述系统包括增程器(1)，整流器(4)，动力电池(5)，充电器(6)，逆变器系统(7)，第一变速器(8)，第一驱动电机(9)，第二驱动电机(10)，第二变速器(11)和TCU(12)；所述的增程器(1)包括发动机(2)和发电机(3)；发动机(2)输出端与发电机(3)输入端机械连接；发电机(3)输出端与整流器(4)输入端电气连接；充电器(6)输出端与动力电池(5)输入端电气连接；整流器(4)输出端和动力电池(5)输出端共同与逆变器系统(7)输入端电气连接，整流器(4)输出端与动力电池(5)输出端能够实现电气耦合；逆变器系统(7)输出端分别与第一驱动电机(9)输入端和第二驱动电机(10)输入端电气连接；第一驱动电机(9)与第一变速器(8)机械连接，然后连接驱动前轴；第二驱动电机(10)与第二变速器(11)机械连接，然后连接驱动后轴；TCU(12)与第一变速器(8)及第二变速器(11)信号连接，TCU(12)通过信号控制第一变速器(8)及第二变速器(11)；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一、根据车辆实时运行情况，实时检测动力电池(5)的SOC情况、车速及加速踏板信号，确定车辆运行模式及增程器(1)的工作状态，采用能耗最低分配策略在增程器(1)和动力电池(5)之间分配驱动功率；所述的确定车辆运行模式及增程器(1)的工作状态的包括以下步骤：步骤1.1：检测汽车行驶工况参数及动力电池SOC情况；步骤1.2：判定动力电池SOC是否大于增程器启动上限值SOC_high，若是则执行步骤1.3，否则执行步骤1.4；步骤1.3：判定驾驶员是否输入启动增程器指令，若是执行步骤1.4，否则执行步骤1.5；步骤1.4：判定增程器是否启动，若是则执行步骤1.6，否则继续控制增程器启动；步骤1.5：汽车运行在纯电工作模式，由动力电池单独为第一驱动电机和第二驱动电机供电；步骤1.6：判定动力电池SOC是否大于增程器停止发电时下限值SOC_low，若是则增程器继续发电，增程器与动力电池共同为第一驱动电机和第二驱动电机提供驱动功率；否则停止发电，关闭增程器；步骤二、利用步骤一采集的电动汽车的实时速度、第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)的转速和加速踏板开度模拟量信号，计算电动汽车两台驱动电机的目标总转矩Tt；步骤三、以电动汽车的速度作为横坐标i，以电动汽车两台驱动电机的目标总转矩Tt作为纵坐标j，设定最优转矩分配系数矩阵W，W内元素为转矩优化分配系数ki,j；在最优转矩分配系数矩阵W内，4个相邻转矩优化分配系数ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1构成矩阵网格Qi，j；在最优转矩分配系数矩阵W中查找步骤二获得的电动汽车驱动电机的目标总转矩Tt和电动汽车的实时速度所对应的矩阵网格Qi，j；判断矩阵网格Qi，j的4个节点ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1的数值是否为空，若ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1中任一节点数值为空，则执行步骤五，否则，执行步骤四；步骤四、计算矩阵网格Qi，j的4个节点ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1的数值的平均值k，将k作为电动汽车两台驱动电机的目标总转矩Tt和电动汽车的实时速度所对应的转矩优化分配系数，按数值k将总转矩Tt分配给第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)，向第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)发送转矩分配指令，控制第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)输出转矩，实现四轮驱动的增程式电动汽车转矩分配控制；然后返回执行步骤一；步骤五、采用搜索法搜索电动汽车两台驱动电机的目标总转矩Tt和电动汽车的实时速度所对应的转矩优分配系数k，按k将总转矩Tt分配给第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)，控制驱动电机输出目标转矩，并将数值k赋值给矩阵W内的电动汽车两台驱动电机的目标总转矩Tt和电动汽车的实时速度所对应的矩阵网格Qi，j的4个节点ki,j、ki,j+1、ki+1,j、ki+1,j+1，返回执行步骤一。