[发明专利]一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统及能效分层协调控制方法

摘要

一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统及能效分层协调控制方法，涉及一种电动汽车动力系统及其控制方法。本发明为了解决现有的增程式电动汽车在复杂运行条件下不能使驱动效率达到最优的问题。本发明的动力系统包括增程器，整流器，动力电池，充电器，逆变器系统，第一变速器，第一驱动电机，第二驱动电机，第二变速器和TCU；增程器包括发动机和发电机；发动机与发电机输入端机械连接；发电机与整流器电气连接；整流器和动力电池共同与逆变器系统电气连接；逆变器系统分别与第一驱动电机和第二驱动电机电气连接；TCU与第一变速器及第二变速器信号连接，TCU通过信号控制第一变速器及第二变速器。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动力系统的能效分层协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据增程式双电机混合动力汽车实时运行情况，实时检测动力电池(5)SOC情况、车速及加速踏板信号，利用动力电池SOC情况及车辆运行参数确定车辆运行模式及增程器(1)的工作状态，利用实时车速及加速踏板开度计算车辆总需求转矩；步骤二、根据步骤一获得的车辆总需求转矩，采用搜索法实时计算增程式双电机混合动力车辆第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)总效率最优时转矩分配系数，根据第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)总效率最优时的分配系数计算第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)的实时输出目标转矩；所述的采用搜索法实时计算四轮驱动的增程式电动汽车第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)总效率最优时转矩分配系数的过程包括以下步骤：步骤2.1、获得i时刻驱动电机输出总转矩Ttotal(i)；步骤2.2、设定转矩优化分配系数k，k为第一驱动电机(9)输出转矩与i时刻驱动电机输出总转矩Ttotal(i)的比，k的搜索区间[a，b]，搜索区间[a，b]的初始化搜索区间为[0，1]；设定搜索比例x，x<1；搜索收敛精度为ε；步骤2.3、按转矩分配系数k＝k1＝a+x·(b‑a)计算第一驱动电机(9)实时输出的目标转矩；获得转矩分配系数k＝k1时前轴实时输出的目标转矩；按转矩分配系数(1‑k1)计算第二驱动电机实时输出目标总转矩，获得转矩分配系数k＝k1时后轴实时输出的目标转矩；按转矩分配系数k＝k2＝a+(1‑x)·(b‑a)计算第一驱动电机(9)实时输出的目标转矩；获得转矩分配系数k＝k2时前轴实时输出的目标转矩；按转矩分配系数(1‑k2)计算第二驱动电机(10)实时输出目标总转矩，获得转矩分配系数k＝k2时后轴实时输出的目标转矩；步骤2.4、利用步骤2.3获得的k＝k1时第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)实时输出的目标转矩和k＝k2时第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)实时输出的目标转矩，计算第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)实时输出的目标转矩，结合第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)输入端总线电压、总线电流及输出转速，计算转矩分配系数k＝k1和转矩分配系数k＝k2时，第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)的实时输入功率、实时输出功率；步骤2.5、根据步骤2.4获得的第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)的实时输入功率、实时输出功率，计算第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)输入总功率和输出总功率，并根据第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)输入总功率和输出总功率计算转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η1＝η(k1)和转矩分配系数k＝k2时的实时总效率值η2＝η(k2)；步骤2.6、对步骤2.5计算获得的转矩分配系数k＝k1时的实时总效率值η1＝η(k1)和转矩分配系数k＝k2时的实时总效率值η2＝η(k2)进行比较；当η1<η2时，a＝k1，k1＝k2，η1＝η2，k2＝a+(1‑x)·(b‑a)；计算实时总效率值η2＝η(k2)，执行步骤2.7；当η1≥η2时，b＝k2，k2＝k1，η2＝η1，k1＝a+x·(b‑a)，计算实时总效率值η1＝η(k1)，执行步骤2.7；步骤2.7、对转矩分配系数k搜索区间[a，b]进行收敛判定，若|a‑b|<ε，则结束搜索，第一驱动电机(9)输出转矩为T1＝k·Ttotal(i)，第二驱动电机(10)输出转矩为T2＝(1‑k)·Ttotal(i)，获得第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)的转矩最优分配系数；否则，返回执行步骤2.6；步骤三、根据步骤二计算获得的第一驱动电机(9)和第二驱动电机(10)的实时输出目标转矩，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。