[发明专利]电动车辆的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动电动车辆的电动机的扭矩控制技术。

背景技术

电动车辆设置有电动机和电池组。通过电池组供应的电能驱动电动机使得所述车辆能够行驶。为了降低这种电动机车中的能量消耗，已经研发了在减速过程中通过电动机(电动发电机)将驱动能量转换成电能的技术，从而实现电池组的再生充电。

所述电动车辆被构造成根据关于，例如，加速踏板开度，车速等信息计算司机需要的电动机扭矩，并通过控制电动机控制器(换流器)控制电动机的扭矩以在加速过程中产生运行功率(驱动)扭矩以及在减速过程中产生再生扭矩。

一般，将电池组限制在所述电池组的充电率的可用范围内，所述可用范围与电池组的开放端电压有关。在超过可用范围对电池组充电或放电的情形中，电池组将被损坏。此外，在当对电池组执行充电或放电时电池组电流(即电池组中流过的电流)超过可接受的量的情形中，电池组将被损坏。

已经研发了能够控制电池组以防止所述电池组的充电率或电池组电流超过可用范围的技术(参见日本专利No.4052080和日本专利No.4200956)。

在日本专利No.4052080中披露的控制装置中，根据电池组状态(例如当电机驱动装置受控制时电池组的温度)设置用于电池组电压或电池组电流的最大值和最小值。

在日本专利No.4200956中披露的控制装置中，根据电池组的温度限制电池组的充电和放电时间，从而防止电池组的充电率很大程度地超过可用范围。

不过，由于电池组具有内电阻，当对电池组执行充电和放电时，产生对应于电池组电流和内电阻的积算值(integrated value，乘积值)的电压变化。因此，即使以与例如日本专利No.4052080和日本专利No.4200956中所披露的方式相同的方式进行控制，当电池组的充电率或电池组电流接近极限值时，如果改变电动机的操作，电池组的充电率或电池组电流仍可能超过所述极限值。例如，当电池组的充电率接近下限值时，如果为了使车辆加速而增大电动机的驱动电流并增大电池组的放电电流，那么电池组电压下降至下限值之下并可能发生过放电。或者，当电池组的充电率接近上限值时，如果车辆沿着下坡行驶，那么在再生充电时，电动机的转速被增大并且电池组的充电电流被增大，从而电池组电压可能超过上限值并且可能发生过充电。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于电动车辆的控制装置，甚至在改变电动机的操作时，所述控制装置也能够控制电池组电压或电池组电流不超过极限值，从而阻止损坏电池组。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种用于电动车辆的控制装置，所述电动车辆通过将来自电池组的电力供应至电动机而可操作地被驱动，并且所述电动车辆可操作地执行再生充电以用电动机利用减速能量产生的电力对电池组充电，所述控制装置包括：需求扭矩计算单元，用于计算电动机的需求扭矩；电动机控制单元，用于根据由需求扭矩计算单元计算的需求扭矩控制电动机；和扭矩抑制单元，用于抑制电动机的需求扭矩以使得当驱动电动机或执行再生充电时电池组电压或电池组电流不会超过极限值或不会降至极限值以下，所述扭矩抑制单元存储当电池组电压或电池组电流达到极限值的时间点时的电动机的扭矩和电动机的旋转角速度，所述扭矩抑制单元执行前馈控制以便根据电动机的旋转角速度设置需求扭矩，以使得在驱动电动机或执行再生充电时电动机的扭矩与电动机的旋转角速度的积算值等于当电池组电压或电池组电流达到极限值的时间点时所存储的电动机的扭矩和电动机的转速的积算值。

所述极限值可包括当电池组放电时电池组电压的下限值。

所述极限值可包括当电池组充电时电池组电压的上限值。

所述极限值可包括当电池组充电或放电时电池组电流的上限值。

所述上限值可根据电池组的温度而设定。

当电池组放电时，在电池组温度的高温区中，上限值可能低于电池组温度的中温区中的上限值。当电池组充电时，在电池组温度的高温区和低温区中，上限值可能低于电池组温度的中温区中的上限值。

所述扭矩抑制单元可执行反馈控制，以便当电池组电压或电池组电流超过极限值或下落至极限值之下时根据电池组电压或电池组电流与极限值之间的差值补偿电动机的需求扭矩。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的电动车辆的示意性框图；

图2是示出了电池组的充电率与电池组的开放端电压之间关系的曲线图；

图3是示出了电动机的扭矩控制过程的流程图；和