[发明专利]一种分布式驱动电动车双电机转矩平衡控制方法和装置

说明书

本发明的目的在于提供一种分布式驱动电动车双电机转矩平衡控制方法和装置，其中控制方法包括：获取各电机当前的运行状态，计算出各电机当前的转矩；根据各电机的当前扭矩，预测出下一控制周期各电机在各电压矢量下所对应的预测转矩；设定各电机的转速参考值，根据转速参考值计算出各电机的参考转矩值，对各电机的参考转矩值之和进行平均分配，得到分配后的参考转矩值；控制各电机的预测转矩跟随相应分配后的参考转矩，选出各电机下一控制周期最优的电压矢量；各电机在下一周期分别应用相应的最优电压矢量进行控制。由于本申请所提供的技术方案不需要对电机的调节反复进行尝试，所以不会引起系统的不稳定。

技术领域

本发明属于纯电动车控制技术领域，具体涉及一种分布式驱动电动车双电机转矩平衡控制方法和装置。

背景技术

近年来，随着传统能源的逐渐消耗和环境的日益恶化，新能源纯电动车辆得到了快速的发展，以传统能源为动力的车辆正在被以新能源为动力的车辆逐步代替。在纯电动车辆的动力系统中，基于轮边电机的分布式驱动系统(即分布式轮边驱动系统)取代了传统的万向轴和差速器等机械传动机构，这种方式不仅能够提升传动效率，降低整车质量，增加车辆的续航里程，而且能够简化底盘结构，节约车内空间，提高乘坐的舒适性。

传统的集中式驱动系统通过差速器时间左右半轴的“差转速不差转矩”，而分布式轮边驱动系统中，驱动轮由各自的驱动电机独立驱动，能够根据车辆的行驶状态任意分配车轮的驱动力矩，从而提升车辆操作的稳定性。

在分布式轮边驱动系统中，保持两侧车轮驱动电机转矩的一致性是保证车辆正常行驶的基础，而转矩稳态输出偏差和动态响应偏差都会降低车辆行驶的稳定性。在直线行驶过程中，两侧车轮驱动电机的转矩偏差越大，车辆侧向位移越大，如果两侧车辆驱动电机的转矩误差超过5％，或者加速过程中转矩响应时间差超过0.5秒，车辆的侧向位移就会大于允许的跑偏值，所以需要采取一定的措施消除两侧车辆驱动电机的转矩偏差，保持车辆两侧车轮驱动电机的转矩平衡。

目前传统的保持车辆两侧车轮驱动电机的转矩平衡的方法如图1所示，是利用前馈环节与PI环节配合，消除两个电机的转矩偏差。但是这种方式在PI环节会有一定的延时时间，响应速度较慢，可能大于0.5秒，并且在前馈环节所使用的前馈参数需要经过多次尝试，在此过程中可能会引起系统的不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式驱动电动车双电机转矩平衡控制方法和装置，用于解决在对车辆两侧车轮驱动电机进行调节时，造成系统不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种分布式驱动电动车双电机转矩平衡控制方法，包括如下步骤：

(1)获取各电机当前的运行状态，计算出各电机当前的转矩；

(2)根据各电机的当前扭矩，预测出下一控制周期各电机在各电压矢量下所对应的预测转矩；

(3)设定各电机的转速参考值，根据转速参考值计算出各电机的参考转矩值，对各电机的参考转矩值之和进行平均分配，得到分配后的参考转矩值；

(4)控制各电机的预测转矩跟随相应分配后的参考转矩，选出各电机下一控制周期最优的电压矢量；

(5)各电机在下一周期分别应用相应的最优电压矢量进行控制。

进一步的，获取两个电机当前的定子电压和定子电流，然后利用磁链和转矩观测器计算出各电机当前定子磁链和转子磁链，再利用当前的定子磁链和转子磁链计算出各电机当前的转矩。

进一步的，首先预测出各电机在每个电压矢量作用下，下一控制周期的定子电流和定子磁链，再根据预测出的定子电流和定子磁链预算处出下一控制周期各电机在各电压矢量下的预测转矩。

进一步的，采用比例-积分控制算法，根据各电机转速的参考值计算出各电机的参考转矩。