CN104827881A - 双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法和装置，该双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法包括获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求；获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。该方法能够在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法和装置。
背景技术
现有技术中对于双模混合动力汽车中电机参数的确定，都是仅凭经验公式。但是，基于经验公式的确定方法，仅能确保整车动力性能，对整车燃油经济性考虑较少。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法，该方法可以在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性。
本发明的另一个目的在于提出一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法，包括：获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求；获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。
本发明第一方面实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法，通过获取第一参数和第二参数，且第一参数考虑燃油经济性要求，第二参数考虑动力性能要求，可以在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置，包括：第一获取模块，用于获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求；第二获取模块，用于获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。
本发明第二方面实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置，通过获取第一参数和第二参数，且第一参数考虑燃油经济性要求，第二参数考虑动力性能要求，可以在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法的流程示意图；
图2a是本发明实施例中一种双电机设置时前轴的示意图；
图2b是本发明实施例中一种双电机设置时后轴的示意图；
图3a是本发明实施例中另一种双电机设置时前轴的示意图；
图3b是本发明实施例中另一种双电机设置时后轴的示意图；
图4是本发明另一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法的流程示意图；
图5为本发明实施例中发动机万有特征曲线的示意图；
图6是本发明实施例中扭矩增量曲线和扭矩降量曲线的示意图；
图7是本发明实施例中第一电机的驱动扭矩曲线和发电扭矩曲线的示意图；
图8是本发明另一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置的结构示意图；
图9是本发明另一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
图1是本发明一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法的流程示意图，该方法包括：
S11：获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求。
S12：获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。
其中，如图2a所示，第一电机可以设置在汽车的前轴上，相应的，如图2b所示，第二电机设置在汽车的后轴上。或者，如图3a所示，第一电机和第二电机都设置在汽车的前轴上，相应的，如图3b所示，汽车的后轴上没有设置电机。
具体的，第一参数可以满足如下条件，以使得整车满足预设的燃油经济性要求：
在行车助力和行车发电两种模式下，使得发动机沿最佳燃油经济性曲线工作；以及，串联发电模式下，使得发动机工作在比油耗最小点。
具体的，第二参数可以满足如下条件，以使得整车满足预设的动力性能要求：
第二参数的峰值参数满足坡起指标，以及纯电动工况下最高车速和加速性能要求。
上述的第一参数和第二参数可以是在发动机和单级主减速比给定情况下根据上述原则选定的。
本实施例通过获取第一参数和第二参数，且第一参数考虑燃油经济性要求，第二参数考虑动力性能要求，可以在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性。
图4是本发明另一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法的流程示意图，该方法包括：
S401：确定所述汽车在预设工况下的需求功率；
例如，预设工况是国家标准城市工况，以某一整备质量为2000kg的插电式混合动力SUV为例，该车在国家标准城市工况下的需求功率为65kW。
S402：在发动机万有特性曲线上，确定外特性曲线，最佳燃油经济性曲线，最小扭矩曲线，以及所述需求功率对应的等功率曲线；
发动机万有特性曲线如图5所示，包括外特性曲线51，最佳燃油经济性曲线52，最小扭矩曲线53，65kW等功率曲线54。
S403：获取所述外特性曲线和所述等功率曲线组成的包络线，并获取所述包络线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩增量曲线；
参见图5，包络线包括ABC曲线。
扭矩增量曲线如图6的曲线61所示。
S404：获取所述最小扭矩曲线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩降量曲线；
扭矩降量曲线如图6的曲线62所示。
S405：根据发动机比油耗最低时对应的扭矩和转速，计算串联发电时的功率数值；
本实施例中，计算得到的串联发电时的功率数值是D点对应的功率数值为38.7kW。
S406：根据所述扭矩增量曲线，所述扭矩降量曲线，以及所述串联发电时的功率数值，确定第一参数。
其中，第一参数包括各转速下的驱动扭矩，各转速下的发电扭矩，电机功率和电机效率，且各转速下的驱动扭矩大于所述扭矩增量曲线中对应转速的扭矩增量，各转速下的发电扭矩小于所述扭矩降量曲线中对应转速的扭矩降量，所述电机功率大于所述串联发电时的功率数值，以及所述电机效率的最高点与发动机比油耗最小处的距离最小。
具体的，为了通过第一电机助力作用，使发动机工作于最佳燃油经济性曲线，第一电机各转速下的驱动扭矩应大于扭矩增量；为了通过行车发电作用，使发动机工作于最佳燃油经济性曲线，第一电机各转速下的发电扭矩应小于扭矩降量；为了使串联发电时发动机工作在最佳经济性工作点，第一电机功率应大于串联发电时功率数值。
为了满足以上三个条件下，参见图7，示出了第一电机额定的驱动扭矩曲线71和发电扭矩曲线72。
另外，满足以上三个条件的电机较多、选择电机效率与发动机效率同步性较好的电机作为第一电机，电机最高效率点与发动机比油耗最小处距离越近、表明同步性越好。
通过上述过程实现了第一参数确定完成。
S407：根据坡起指标要求，确定第二电机的峰值扭矩；
假设本实施例中，峰值扭矩应大于220Nm。
S408：根据纯电动工况下最高车速要求，确定第二电机的最高转速；
假设本实施例中，最高转速应大于11000rpm。
S409：在已有的电机中选择满足所述峰值扭矩和所述最高转速的电机作为第二电机；
本实施例，假设根据供应商资源，确定峰值功率105kW，峰值扭矩230Nm，以及最高转速12000rpm的电机作为第二电机。
S410：判断采用选择的电机是否满足最高车速，加速时间和最大爬坡度要求，若是，执行S411，否则，执行S412。
例如，采用上述的第二参数采用仿真分析确定是否满足性能要求。
本实施例中，通过采用上述的第二参数，利用仿真分析方法，混合动力模式下车辆的最高车速大于180km/h、0～100km/h加速时间小于9秒且最大爬坡度大于30％，纯电动模式下车辆的最高车速大于120km/h、0～100km/h加速时间小于12秒且最大爬坡度大于30％，由计算结果可以看出，整车性能满足要求。
S411：第二参数匹配完成。
S412：按照预设比例增加第二电机的峰值功率，之后重新执行步骤S410及其后续步骤。
例如，预设比例是5％，则将第二电机的峰值功率增加5％。
本实施例通过在参数匹配过程中，既关注动力性指标，又综合考虑了工况行驶时燃油经济性；通过合理选择两个电机参数，使车辆动力性符合要求，并且优化车辆在城市工况下的燃油消耗。
图8是本发明另一实施例提出的双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置的结构示意图，该装置80包括第一获取模块81和第二获取模块82。
第一获取模块81，用于获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求；
所述第一参数满足如下条件：
在行车助力和行车发电两种模式下，使得发动机沿最佳燃油经济性曲线工作；以及，串联发电模式下，使得发动机工作在比油耗最小点。
第二获取模块82，用于获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。
所述第二参数满足如下条件：
第二参数的峰值参数满足坡起指标，以及纯电动工况下最高车速和加速性能要求。
其中，如图2a所示，第一电机可以设置在汽车的前轴上，相应的，如图2b所示，第二电机设置在汽车的后轴上。或者，如图3a所示，第一电机和第二电机都设置在汽车的前轴上，相应的，如图3b所示，汽车的后轴上没有设置电机。
上述的第一参数和第二参数可以是在发动机和单级主减速比给定情况下根据上述原则选定的。
另一实施例中，参见图9，所述第一获取模块81包括：
第一单元811，用于确定所述汽车在预设工况下的需求功率；
例如，预设工况是国家标准城市工况，以某一整备质量为2000kg的插电式混合动力SUV为例，该车在国家标准城市工况下的需求功率为65kW。
第二单元812，用于在发动机万有特性曲线上，确定外特性曲线，最佳燃油经济性曲线，最小扭矩曲线，以及所述需求功率对应的等功率曲线；
发动机万有特性曲线如图5所示，包括外特性曲线51，最佳燃油经济性曲线52，最小扭矩曲线53，65kW等功率曲线54。
第三单元813，用于获取所述外特性曲线和所述等功率曲线组成的包络线，并获取所述包络线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩增量曲线；
参见图5，包络线包括ABC曲线。
扭矩增量曲线如图6的曲线61所示。
第四单元814，用于获取所述最小扭矩曲线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩降量曲线；
扭矩降量曲线如图6的曲线62所示。
第五单元815，用于根据发动机比油耗最低时对应的扭矩和转速，计算串联发电时的功率数值；
本实施例中，计算得到的串联发电时的功率数值是D点对应的功率数值为38.7kW。
第六单元816，用于根据所述扭矩增量曲线，所述扭矩降量曲线，以及所述串联发电时的功率数值，确定第一参数，其中，第一参数包括各转速下的驱动扭矩，各转速下的发电扭矩，电机功率和电机效率，且各转速下的驱动扭矩大于所述扭矩增量曲线中对应转速的扭矩增量，各转速下的发电扭矩小于所述扭矩降量曲线中对应转速的扭矩降量，所述电机功率大于所述串联发电时的功率数值，以及所述电机效率的最高点与发动机比油耗最小处的距离最小。
具体的，为了通过第一电机助力作用，使发动机工作于最佳燃油经济性曲线，第一电机各转速下的驱动扭矩应大于扭矩增量；为了通过行车发电作用，使发动机工作于最佳燃油经济性曲线，第一电机各转速下的发电扭矩应小于扭矩降量；为了使串联发电时发动机工作在最佳经济性工作点，第一电机功率应大于串联发电时功率数值。
为了满足以上三个条件下，参见图7，示出了第一电机额定的驱动扭矩曲线71和发电扭矩曲线72。
另外，满足以上三个条件的电机较多、选择电机效率与发动机效率同步性较好的电机作为第一电机，电机最高效率点与发动机比油耗最小处距离越近、表明同步性越好。
通过上述过程实现了第一参数确定完成。
另一实施例中，参见图9，所述第二获取模块82包括：
第七单元821，用于根据坡起指标要求，确定第二电机的峰值扭矩；
假设本实施例中，峰值扭矩应大于220Nm。
第八单元822，用于根据纯电动工况下最高车速要求，确定第二电机的最高转速；
假设本实施例中，最高转速应大于11000rpm。
第九单元823，用于在已有的电机中选择满足所述峰值扭矩和所述最高转速的电机作为第二电机；
本实施例，假设根据供应商资源，确定峰值功率105kW，峰值扭矩230Nm，以及最高转速12000rpm的电机作为第二电机。
第十单元824，判断采用选择的电机是否满足最高车速，加速时间和最大爬坡度要求；
例如，采用上述的第二参数采用仿真分析确定是否满足性能要求。
本实施例中，通过采用上述的第二参数，利用仿真分析方法，混合动力模式下车辆的最高车速大于180km/h、0～100km/h加速时间小于9秒且最大爬坡度大于30％，纯电动模式下车辆的最高车速大于120km/h、0～100km/h加速时间小于12秒且最大爬坡度大于30％，由计算结果可以看出，整车性能满足要求。
第十一单元825，用于在不满足时，按照预设比例增加第二电机的峰值功率并重新判断直至满足要求，在满足要求时，将选择的电机的参数确定为第二参数。
例如，预设比例是5％，则将第二电机的峰值功率增加5％。
本实施例中，通过采用上述的第二参数，利用仿真分析方法，混合动力模式下车辆的最高车速大于180km/h、0～100km/h加速时间小于9秒且最大爬坡度大于30％，纯电动模式下车辆的最高车速大于120km/h、0～100km/h加速时间小于12秒且最大爬坡度大于30％，由计算结果可以看出，整车性能满足要求。
本实施例通过获取第一参数和第二参数，且第一参数考虑燃油经济性要求，第二参数考虑动力性能要求，可以在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法，其特征在于，包括：
获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求；
获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参数满足如下条件：
在行车助力和行车发电两种模式下，使得发动机沿最佳燃油经济性曲线工作；以及，串联发电模式下，使得发动机工作在比油耗最小点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二参数满足如下条件：
第二参数的峰值参数满足坡起指标，以及纯电动工况下最高车速和加速性能要求。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取第一参数，包括：
确定所述汽车在预设工况下的需求功率；
在发动机万有特性曲线上，确定外特性曲线，最佳燃油经济性曲线，最小扭矩曲线，以及所述需求功率对应的等功率曲线；
获取所述外特性曲线和所述等功率曲线组成的包络线，并获取所述包络线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩增量曲线；
获取所述最小扭矩曲线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩降量曲线；
根据发动机比油耗最低时对应的扭矩和转速，计算串联发电时的功率数值；
根据所述扭矩增量曲线，所述扭矩降量曲线，以及所述串联发电时的功率数值，确定第一参数，其中，第一参数包括各转速下的驱动扭矩，各转速下的发电扭矩，电机功率和电机效率，且各转速下的驱动扭矩大于所述扭矩增量曲线中对应转速的扭矩增量，各转速下的发电扭矩小于所述扭矩降量曲线中对应转速的扭矩降量，所述电机功率大于所述串联发电时的功率数值，以及所述电机效率的最高点与发动机比油耗最小处的距离最小。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取第二参数，包括：
根据坡起指标要求，确定第二电机的峰值扭矩；
根据纯电动工况下最高车速要求，确定第二电机的最高转速；
在已有的电机中选择满足所述峰值扭矩和所述最高转速的电机作为第二电机；
判断采用选择的电机是否满足最高车速，加速时间和最大爬坡度要求；
在不满足时，按照预设比例增加第二电机的峰值功率并重新判断直至满足要求，在满足要求时，将选择的电机的参数确定为第二参数。
6.一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取第一参数，所述第一参数是第一电机的参数，所述第一参数使得整车满足预设的燃油经济性要求；
第二获取模块，用于获取第二参数，所述第二参数是第二电机的参数，所述第二参数使得整车满足预设的动力性能要求。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一参数满足如下条件：
在行车助力和行车发电两种模式下，使得发动机沿最佳燃油经济性曲线工作；以及，串联发电模式下，使得发动机工作在比油耗最小点。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二参数满足如下条件：
第二参数的峰值参数满足坡起指标，以及纯电动工况下最高车速和加速性能要求。
9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：
第一单元，用于确定所述汽车在预设工况下的需求功率；
第二单元，用于在发动机万有特性曲线上，确定外特性曲线，最佳燃油经济性曲线，最小扭矩曲线，以及所述需求功率对应的等功率曲线；
第三单元，用于获取所述外特性曲线和所述等功率曲线组成的包络线，并获取所述包络线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩增量曲线；
第四单元，用于获取所述最小扭矩曲线与所述最佳燃油经济性曲线之间的扭矩差值，并根据所述差值与转速的对应关系确定扭矩降量曲线；
第五单元，用于根据发动机比油耗最低时对应的扭矩和转速，计算串联发电时的功率数值；
第六单元，用于根据所述扭矩增量曲线，所述扭矩降量曲线，以及所述串联发电时的功率数值，确定第一参数，其中，第一参数包括各转速下的驱动扭矩，各转速下的发电扭矩，电机功率和电机效率，且各转速下的驱动扭矩大于所述扭矩增量曲线中对应转速的扭矩增量，各转速下的发电扭矩小于所述扭矩降量曲线中对应转速的扭矩降量，所述电机功率大于所述串联发电时的功率数值，以及所述电机效率的最高点与发动机比油耗最小处的距离最小。
10.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：
第七单元，用于根据坡起指标要求，确定第二电机的峰值扭矩；
第八单元，用于根据纯电动工况下最高车速要求，确定第二电机的最高转速；
第九单元，用于在已有的电机中选择满足所述峰值扭矩和所述最高转速的电机作为第二电机；
第十单元，判断采用选择的电机是否满足最高车速，加速时间和最大爬坡度要求；
第十一单元，用于在不满足时，按照预设比例增加第二电机的峰值功率并重新判断直至满足要求，在满足要求时，将选择的电机的参数确定为第二参数。
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