CN106564406A - 用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法 - Google Patents
用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106564406A CN106564406A CN201610945775.5A CN201610945775A CN106564406A CN 106564406 A CN106564406 A CN 106564406A CN 201610945775 A CN201610945775 A CN 201610945775A CN 106564406 A CN106564406 A CN 106564406A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy
- energy source
- dual
- controller
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法,所述***包括:电机;与所述电机相连接的电机控制器;通过直流母线连接到所述电机控制器第一能量源;以及与所述电机控制器相连接的整车控制器;此外,还包括:第二能量源;以及与所述整车控制器连接的双向能量转换控制器。按照本发明实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法,更好地控制并优化高负载下双能源输入的智能分流,通过削峰填谷的控制策略有效延长主能量源生命周期,最大限度地捕捉再生制动能量;而且,可以在短时间内,比如十秒左右,提升百公里加速性能以及驾驶乐趣。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动交通工具,特别是涉及一种用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法。
背景技术
近年来,以电动汽车为主的电动交通工具,在企业和政府的协同努力下正逐渐被市场认可和接受,表现在其远高于传统汽车的市场总量增长率。与此同时,伴随着技术进步会带来更高能量密度的下一代动力电池,会进一步增强电动汽车的相对竞争力。然而,除了电池和汽油相比能量密度低、充电时间长之外,包括引入飞轮***的传统电动汽车仍然存在着以下两个主要问题:
目前市场上所有量产电动汽车一般仅配有单一二次电池,而由于飞轮***转速或储能有限以及负载变化难以预测,无法避免在诸如高速高载(爬坡或高速)时形成对电池过放或过冲(刹车能量回收),这样的高频次高充、放电往往会造成 :1)对电池管理***的过度保护,甚至可能造成电动汽车在中高SOC状态下行驶过程中突然电力中断的后果;2)另一个更让人担心且被学术界和工业界验证的事实是,高频次高充、放电会对二次电池(包括锂电池比如正极材料为磷酸铁锂或三元锂电的锂电池)造成加速老化、储能下降的恶性后果,进而导致二次电池的过早回收或报废,间接打击消费者购买信心。
另外,与基于多级变速箱的传统汽车相比,目前市场上所有量产的电动乘用汽车还没有一款配有类似的变速机构。换而言之,在电机和驱动轮之间,仅有单一速比的减速器作为传动机构。这样带来的问题是:虽然电机本身可以做到无级调速,但无法替代驾驶员在使用传统有级变速箱时可以通过变档得到“同一油门踏板位置驱动扭矩倍增或倍减”的驾驶体验,这一功能在超车或爬坡时可能极为有用。
因此,需要一种新的用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法,在优化控制高负载下双能源之间的协调配合,有效延长主能量源生命周期的同时,提供消费者传统多档位燃油汽车同样甚至更好的驾驶体验。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷,提供一种用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法。为了实现这一目的,本发明所采取的技术方案如下:
按照本发明实施例的第一方面,提供一种用于电动交通工具的双能源动力总成***,包括:电机;与所述电机相连接的电机控制器;通过直流母线连接到所述电机控制器第一能量源;以及与所述电机控制器相连接的整车控制器;此外,还包括:第二能量源;以及双向能量转换控制器,与所述整车控制器连接;其中所述第二能量源通过所述双向能量转换控制器连接到所述直流母线;其中所述整车控制器通过周期性检测***组件状态反馈信号以及直流母线负载电流或负载功率,来计算第二能量源输出电流参考或输出功率参考;所述双向能量转换控制器根据第二能量源输出电流参考与实际输出电流之差或第二能量源输出功率参考与实际输出功率之差,对其输出进行调节。
按照一个实施例中,优选的是,所述双向能量转换控制器进一步包括:误差检测器,利用来自所述整车控制器的第二能量源输出电流参考或输出功率参考以及周期性检测的第二能量源实际输出电流或实际输出功率,将两者相减,得到误差信号;分流控制器,利用来自所述误差检测器的误差信号改变占空比信号集,来控制双向能量转换单元的输出量-第二能量源实际输出电流或实际输出功率;以及双向能量转换单元,用于在所述第二能量源与所述直流母线之间进行双向能量转换。
按照再一个实施例中,优选的是,所述分流控制器按照下式计算占空比信号集:;其中,D1c为当前占空比的宽度/大小;D1p为前一采样时序占空比的宽度/大小;Ec为当前的误差,即第二能量源输出电流参考或第二能量源输出功率参考与其实际输出电流或输出功率的差别;Ep为前一采样时刻的误差,以及Ki、Kd和Kp分别是分流控制器与误差检测器构成的闭环控制***的积分增益、差分增益以及比例增益。
按照又一个实施例中,优选的是,所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***还包括:第一电流或/和电压传感器,用于检测直流母线负载电流或负载功率;以及第二电流或/和电压传感器,用于检测第二能量源实际输出电流或实际输出功率;其中所述整车控制器通过将直流母线负载电流或负载功率乘以分流因子,计算得到第二能量源输出电流参考或输出功率参考。
按照另一个实施例中,优选的是,所述第一能量源包括双向能量源或单向能量源,所述第二能量源为双向能量源。
按照再又一个实施例中,优选的是,所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***还包括助推按钮,与所述整车控制器连接,用于开启助推模式;其中所述整车控制器配置成根据助推按钮的开启状态以及加速踏板开度,计算当前电机扭矩参考信号并将其输入至电机控制器。
按照再另一个实施例中,可选的是,所述助推按钮在形式上包括拨片形式、按键形式或开关形式;所述助推按钮可以设置并集成在方向盘上、中控台上、或适于驾驶员操作的其他部位。
按照本发明实施例的第二方面,提供一种用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法,包括:读取步骤,用于读取加速踏板开度;第一判断步骤,用于判断是否满足助推模式进入条件;第二判断步骤,用于在满足助推模式进入条件时,判断助推按钮是否被按下;以及助推模式设定步骤,用于在助推按钮被按下时,按照有助推的牵引扭矩参考-车速包络线设定当前电机牵引扭矩参考。
按照再一个实施例中,可选的是,所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法还包括普通模式设定步骤,用于在确定助推按钮没有被按下时,按照普通牵引扭矩参考-车速包络线设定当前电机牵引扭矩参考。
按照另一个实施例中,可选的是,所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法还包括关闭步骤,用于在确定不满足助推模式进入条件时,关闭助推按钮。
按照又一个实施例中,优选的是,所述第一判断步骤进一步包括:判断第二能量源状态反馈是否正常;判断电机及电机控制器状态反馈是否正常;以及判断双向能量转换控制器状态反馈是否正常。
按照本发明实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法,能更好地控制并优化高负载下双能源输入的智能分流,通过削峰填谷的控制策略延长主能量源生命周期,最大限度地捕捉再生制动能量。而且,可以得到在超车或爬坡时极为有用的同一油门踏板位置驱动扭矩倍增的驾驶体验。
下面将结合附图并通过实施例对本发明进行具体说明,其中相同或基本相同的部件采用相同的附图标记指示。
附图说明
图1是按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***的示意性结构框图;
图2是按照本发明又一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***的示意性结构框图;
图3是按照本发明一个实例的用于电动交通工具的双能源动力总成***的示意图;
图4为传统电动交通工具的牵引扭矩参考-车速曲线图;
图5是按照本发明一个实施例的基于双能源动力总成***的电动交通工具的牵引扭矩参考-车速曲线图;
图6是按照本发明一个实施例的助推按钮被设计成沿方向盘的垂直中心线对称布置并成集成在方向盘上的一对杆状拨片的示意图;
图7是按照本发明一个实施例的助推按钮被设计成沿方向盘的垂直中心线对称布置并成集成在方向盘上的一对片状拨片的示意图;
图8是按照本发明一个实施例的助推按钮被设计成沿方向盘的垂直中心线对称布置并成集成在方向盘上的一对按钮的示意图;
图9是按照本发明一个实施例的助推按钮被设计成集成在中控台上的一个单独按钮;
图10是按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法的示意性流程图;以及
图11是按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法中的第一判断步骤的具体流程图。
具体实施方式
如图1所示,是按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***的示意性结构框图,主要包括:电机100;与所述电机相连接的电机控制器102;通过直流母线连接到所述电机控制器第一能量源104;以及与所述电机控制器相连接的整车控制器106;此外,还包括:第二能量源108,以及与所述整车控制器连接的双向能量转换控制器110;其中所述第二能量源108通过所述双向能量转换控制器连接到所述直流母线;其中所述整车控制器106通过周期性检测***组件状态反馈信号以及直流母线负载电流或负载功率,来计算第二能量源输出电流参考或输出功率参考;所述双向能量转换控制器根据第二能量源输出电流参考与实际输出电流之差或第二能量源输出功率参考与实际输出功率之差,对其输出进行调节。
在另一个实施例中,如图2所示,所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***还包括助推按钮112,与所述整车控制器106连接,用于开启助推模式;其中所述整车控制器106配置成根据助推按钮的开启状态以及加速踏板开度,计算当前电机牵引扭矩参考信号并将其输入至电机控制器中。
如图3所示,是按照本发明一个实例的用于电动交通工具的双能源动力总成***的示意图,其中电机控制器102通常包括双向DC/AC逆变器102-1和逆变器控制单元102-2,双向DC/AC逆变器102-1连接在第一能量源104与电机100之间进行DC/AC变换;而逆变器控制单元102-2连接在整车控制器(VCU)106与双向DC/AC逆变器102-1之间,在整车控制器(VCU)106的控制下,根据当前电机扭矩参考Tref(见下面所述)以及同时接收的电机相电流ib和ic、电机转子114的位置F(并不必需),输出PWM占空比信号集D2至双向DC/AC逆变器,从而实现对电机输出扭矩的控制。
其中双向能量转换控制器110进一步包括:误差检测器110-1,分流控制器110-2,以及双向能量转换单元110-3。双向能量转换单元110-3连接在第二能量源108与所述直流母线之间,进行双向DC/DC变换;误差检测器110-1处于整车控制器(VCU)106与分流控制器110-2之间;而分流控制器110-2与双向能量转换单元110-3连接,以对其进行控制。
其中整车控制器106由一个诸如单片机、DSP、FPGA等集成电路芯片或微电脑PC构成,通过其内部预编程的逻辑实时周期性地检测或接收以下信号:通过检测加速踏板116得到加速踏板开度(即油门开度)θ信号;通过检测制动踏板118得到刹车开度γ信号;通过检测助推按钮(即BOOST按钮)112得到其开启状态;通过检测设置在直流母线上的电流传感器或/和电压传感器120得到直流母线负载电流ILOAD或功率PLOAD;以及第一能量源状态反馈信号;第二能量源状态反馈信号;双向能量转换(即电力转换)单元状态反馈信号;和电机及电机控制器状态反馈信号等。通过整车控制器106计算输出两个变量: 第二能量源输出电流参考Iscref或第二能量源输出功率参考Pscref,以及当前电机牵引扭矩参考Tref。
其中第二能量源输出电流参考信号Iscref或第二能量源输出功率参考信号Pscref主要先由整车控制器106通过检测电流传感器或/和电压传感器120得到直流母线负载电流ILOAD 或功率PLOAD,然后按照下述公式(1)计算所得:
(1)
其中,a为分流因子(无单位), a实际取值可根据整车控制器106的输入信号的状态(及其历史数据)及其变化而决定,而整车控制器106的作用之一就是生成a,并使其值浮动在-1~1的范围之间,用来减轻高速高载时电机100驱动负载对主能量源也即第一能量源104过放或过冲产生的高应力,并在必要时对第二能量源108进行有效补给。为了简明起见,a的生成机制在此不复赘述,可参考相关文献介绍,例如中国专利CN103312020B,以及王琪、孙玉坤、黄永红的"基于改进型滤波器功率分流控制的HEV复合电源", 电子技术应用, 2014/03。
另外,在一个实施例中,可通过设置在双向能量转换单元110-3输出端的电流传感器或/和电压传感器122,周期性检测第二能量源实际输出电流或实际输出功率,也就是双向能量转换控制器110的实际输出电流Isc或输出功率Psc。
为了确保双向能量转换控制器110的实际输出电流Isc或输出功率Psc的准确性,可利用其中的分流控制器110-2以及误差检测器110-1构成的闭环控制***来实现。其中分流控制器110-2由一个基于运算放大器的模拟电路,或由单片机、DSP、FPGA等数字式集成电路芯片,或由微电脑PC构成,而误差检测器110-1可以为一求和比较放大器。误差检测器110-1通过其内部预编程的逻辑或者诸如Modbus、ProfiBus、LIN、CAN或FlexRay等通信总线实时周期性地检测或接收以下信号:由整车控制器106按照公式(1)计算所得的第二能量源输出电流参考Iscref或第二能量源输出功率参考Pscref;由电流传感器和/或电压传感器122得到的第二能量源实际输出电流Isc或其实际输出功率Psc。
误差检测器110-1然后根据上述两组信号的差别输出误差信号,该误差信号随即作为输入信号,以每隔1~100毫秒的速率作一次采样和更新,输入至分流控制器110-2,用来决定是否需要在当前时序改变其输出,即PWM占空比信号集D1。如果误差信号不为零,也即D1需要更新,分流控制器110-2则计算出新的D1输出到双向能量转换单元110-3,且D1的大小直接决定了双向能量转换单元110-3中各开关PWM脉冲调制占空比的宽度/大小。D1的具体生成机理可参考以下公式(2)实现:
(2)
其中,D1c为当前占空比的宽度/大小;D1p为前一采样时序占空比的宽度/大小;Ec为当前的误差,也即第二能量源输出电流参考Iscref或第二能量源输出功率参考Pscref与其实际输出电流或输出功率的差别;Ep为前一采样时刻的误差;以及Ki、Kd和Kp分别是闭环控制***的积分增益、差分增益以及比例增益。
举例来说,如果当前误差Ec为负,也即第二能量源实际输出电流Isc或输出功率Psc大于第二能量源输出电流参考Iscref或输出功率参考Pscref,则该闭环控制***会逐渐减小D1的大小,也即 D1c<D1p,从而使误差迅速趋向于零,反之亦然。
此外,整车控制器106的另一作用在于通过实时监测助推按钮(BOOST按钮)112的开启状态,以及加速踏板116也即油门开度θ,通过查表法(具体查表步骤可参考下面结合图4和图5所述)计算出当前电机牵引扭矩参考信号Tref并将其输入至电机控制器中的逆变器控制单元102-2,从而实现在运动过程中实现按需“助推”的驾驶体验。具体如下所述。
如图4所示,为传统电动交通工具的牵引扭矩参考-车速曲线图,在单油门踏板控制的电动交通工具驱动***中,可以通过查表法(即牵引扭矩参考与加速踏板油门开度θ、以及车速的对应关系),计算出实时牵引扭矩参考Tref。而图5是按照本发明实施例所提出的基于双能源动力总成***中,即油门+助推(BOOST)按钮协同控制的电动交通工具驱动***中,可以通过查表法(也即牵引扭矩参考与加速踏板油门开度θ、以及车速的对应关系)计算出实时牵引扭矩参考Tref的示意图,其中实时牵引扭矩参考Tref又分为两种情况:普通模式(即助推(BOOST)按钮未激活状态)下实时牵引扭矩参考Tref N,以及助推(BOOST)模式(即助推(BOOST)按钮激活状态) 下实时牵引扭矩参考Tref M。具体而言,与图4相对照,图5用实线和虚线分别表示在不同加速踏板116油门开度θ下,普通模式下(即图4所示的)“牵引扭矩参考-车速”包络线(A,B,C),以及助推(BOOST)模式下的“牵引扭矩参考-车速”包络线(D,E,F)之间的区别。不仅如此,图5用三对箭头分别举例说明了在当前加速踏板油门开度不变的情况下,当助推(BOOST)按钮112开启时,该双能源动力总成***如何分别从普通模式工况点(G,H,I)进入到助推(BOOST)模式工况点(G’,H’,I’);以及在当前加速踏板油门开度不变的情况下,当助推(BOOST)按钮112关闭或取消时,该双能源动力总成***如何分别从助推(BOOST)模式工况点(G’,H’,I’)返回到普通模式工况点(G,H,I)。这样做的目的是为了在不使用传统有级变速箱的电动交通工具中,利用双能源动力源达到驾驶员在使用传统有级变速箱时可以通过变档得到“同一油门踏板位置驱动扭矩倍增或倍减”的驾驶体验。需要指出的是,为了更清晰的注解,图4和图5仅显示在三种油门开度(即33%,66%,100%)下普通模式或/和助推(BOOST)模式“牵引扭矩参考-车速”包络线的对比,实际θ可以从0%至100%之间无级调整,其相对应的普通模式或助推(BOOST)模式“牵引扭矩参考-车速”包络线为图5三种油门开度的线性(或非线性)插值。
同样需要指出的是,图4和图5中“牵引扭矩参考-车速”包络线中的组成部分,即(不同油门开度下的)直线段和曲线段,可通过查阅市场上现有的各种电机的说明书/操作手册或通过实验标定获得。具体包络线的形状,直线段和曲线段交点的位置等特征根据电机类型和电机本体设计的不同而不同,可适用的电机包括:直流电机,交流异步感应电机,永磁同步电机,开关磁阻电机,同步磁阻电机等。
如图5所示,在普通模式工况点G、H、I上的牵引扭矩参考Tref N和在相应助推(BOOST)模式工况点G’、H’、I’上牵引扭矩参考Tref M的之间满足公式 (3):
(3)
其中β为增扭倍数(无单位),β实际取值可根据整车控制器106的各输入信号的状态,电机100的选型设计,以及图5中“油门开度θ-牵引扭矩参考-车速”曲线的标定值来决定。公式中使用增扭倍数的目的是提供一种崭新的操控概念以及定义其在具体实施时的变化范围。β的生成机制在专利文献U.S. Patent No.6,098,733以及“Tesla Model S P85D “Insane”Spells End of Drag Racing As We Know It-Video(http://insideevs.com/tesla-model-s-p85d-insane-spells-end-drag-racing-know-video/)”中记述了实施方式,具体的实现细节无需在此重述。
上述助推(BOOST)按钮112可以设置在适于电动交通工具驾驶人员操作任何部位,也可以采用多种形式。具体来说,如图6和7所示,助推(BOOST)按钮112被设计成沿方向盘124的垂直中心线126对称的一对杆状(图6所示)或片状(图7所示)拨片112,并集成在方向盘124上(在实际应用中,拨片可仅设置在单侧(左侧或右侧))。虽然图6和7分别示出了两种拨片的大致外形,但实际应用中并不局限于这些外形设计。此外,图6和7也示出了方向盘124与中控台128以及显示屏130的相对位置(下同)。
如图8所示,助推(BOOST)按钮112被设计成沿方向盘124的垂直中心线126对称的一对按钮,并集成在方向盘124上(在实际应用中,按钮可仅设置在单侧(左侧或右侧),例如图3中采用的就是单侧(右侧)的单按钮方案)。虽然图8示出了按钮的大致外形,即圆形,但实际应用中并不局限于这种外形设计。
如图9所示,助推(BOOST)按钮112 ,也就是助推(BOOST)模式选择开关被设计成一个单独按钮112,并集成在中控台128内部。虽然图9示出了该按钮的大致外形,但实际应用中可能并不局限于这种外形设计。
在上述实施例中,第一能量源可以是双向能量源,例如锂电池(包括正极为磷酸铁锂LFP, 钴酸锂LCO, 锰酸锂LMO, 镍锰酸锂LNMO,或镍钴锰酸锂三元材料NCM或镍钴铝酸锂三元材料NCA;负极为石墨,碳或硅组成的传统锂电池。以及正极为硫或硫复合物,负极为锂或锂复合物组成的锂硫电池)/镍氢电池/镍鎘电池/铅酸电池。第一能量源也可以是单向能量源,例如燃料电池/内燃机或燃气轮机驱动的发电机/太阳能光伏发电电源(多晶硅/薄膜)等。第二能量源为双向能量源,例如超级电容器(包括正负极都用同一种材料(比如碳)组成的对称性超级电容器,以及正负极不用同一种材料组成的非对称性超级电容器(通常又叫电池电容或贗电容,其中某一极由锂复合物或锂和碳掺和构成的复合物,另一极用碳组成)/锂电池(包括正极为磷酸铁锂LFP, 钴酸锂LCO, 锰酸锂LMO, 镍锰酸锂LNMO,或镍钴锰酸锂三元材料NCM或镍钴铝酸锂三元材料NCA;负极为石墨,碳或硅组成的传统锂电池。以及正极为硫或硫复合物,负极为锂或锂复合物组成的锂硫电池。以及正极为磷酸铁锂LFP,钴酸锂LCO, 锰酸锂LMO, 镍锰酸锂LNMO,或镍钴锰酸锂三元材料NCM或镍钴铝酸锂三元材料NCA;负极为钛酸锂LTO组成的钛酸锂电池)等。
按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法主要包括:读取步骤,第一判断步骤,第二判断步骤,以及助推模式设定步骤;在其他实施例中,还可包括普通模式设定步骤,以及关闭步骤。如图10所示,是按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法的流程图,在框1000开始后,进入框1002读取加速踏板油门开度信号θ(即读取步骤);然后,进入框1004,判断是否满足助推(BOOST)模式进入条件(即第一判断步骤);如果满足进入条件,则在框1006判断助推按钮是否被按下(即激活)(即第二判断步骤);在确定助推按钮被按下时,则进入框1008,按照有助推的牵引扭矩参考-车速包络线(即图5中的包络线D、E、F)设定当前电机牵引扭矩参考Tref(即助推模式设定步骤),接着进入框1014结束流程;如果确定助推按钮没有被按下,则进入框1010,按照普通牵引扭矩参考-车速包络线(即图5中的包络线A、B、C)设定当前电机牵引扭矩参考Tref(即普通模式设定步骤),随后进入框1014结束流程;如果在框1004确定不满足进 入条件,则进入框1012,关闭助推(BOOST)按钮(即关闭步骤),接着进入框1014结束流程。
如图11所示,是按照本发明一个实施例的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法中第一判断步骤的具体流程图,其中第一判断步骤开始后,进入框1100,判断第二能量源状态反馈是否正常,具体来说,例如无过温、过压、SOC过低、或短路开路故障等则为正常状态,如果不正常,则执行关闭步骤;如果正常,则进入框1102,判断电机及电机控制器状态反馈是否正常,具体来说,例如无过温、转子传感器(如有)失效、控制器开路或短路故障等则为正常状态,如果不正常,则执行关闭步骤;如果正常,则进入框1104,判断双向能量转换控制器状态反馈是否正常,具体来说,例如无过温、过流、控制器开路或短路故障等则为正常状态,如果不正常,则执行关闭步骤;如果正常,则进行第二判断步骤。
以上通过具体的实施例对本发明进行了说明,但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白,还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等,例如将上述实施例中的一个步骤或器件分为两个或更多个步骤或器件来实现,或者相反,将上述实施例中的两个或更多个步骤或器件的功能放在一个步骤或器件中来实现。但是,这些变换只要未背离本发明的精神,都应在本发明的保护范围之内。另外,本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语,例如“第一”、“第二”等等,并不是限制,仅仅是为了便于描述。此外,以上多处所述的“一个实施例”、“另一个实施例”等等表示不同的实施例,当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。
Claims (10)
1.一种用于电动交通工具的双能源动力总成***,包括:电机;与所述电机相连接的电机控制器;通过直流母线连接到所述电机控制器第一能量源;以及与所述电机控制器相连接的整车控制器;其特征在于,还包括:
第二能量源;以及
双向能量转换控制器,与所述整车控制器连接;
其中所述第二能量源通过所述双向能量转换控制器连接到所述直流母线;其中所述整车控制器通过周期性检测***组件状态反馈信号以及直流母线负载电流或负载功率,来计算第二能量源输出电流参考或输出功率参考;所述双向能量转换控制器根据第二能量源输出电流参考与实际输出电流之差或第二能量源输出功率参考与实际输出功率之差,对其输出进行调节。
2.如权利要求1所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***,其特征在于,所述双向能量转换控制器进一步包括:
误差检测器,利用来自所述整车控制器的第二能量源输出电流参考或输出功率参考以及周期性检测的第二能量源实际输出电流或实际输出功率,得到误差信号;
分流控制器,利用来自所述误差检测器的误差信号改变占空比信号集,来控制双向能量转换单元输出量;以及
双向能量转换单元,用于在所述第二能量源与所述直流母线之间进行双向能量转换。
3.如权利要求2所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***,其特征在于,所述分流控制器按照下式计算占空比信号集:
;
其中,D1c为当前占空比的宽度/大小;D1p为前一采样时序占空比的宽度/大小;Ec为当前的误差,即第二能量源输出电流参考或第二能量源输出功率参考与其实际输出电流或输出功率的差别;Ep为前一采样时刻的误差,以及Ki、Kd和Kp分别是分流控制器与误差检测器构成的闭环控制***的积分增益、差分增益以及比例增益。
4.如权利要求1所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***,其特征在于,还包括:
第一电流或/和电压传感器,用于检测直流母线负载电流或负载功率;以及
第二电流或/和电压传感器,用于检测第二能量源实际输出电流或实际输出功率;
其中所述整车控制器通过将检测到的直流母线负载电流或负载功率乘以分流因子,计算得到第二能量源输出电流参考或输出功率参考。
5.如权利要求1所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***,其特征在于:所述第一能量源包括双向能量源或单向能量源;所述第二能量源为双向能量源。
6.如权利要求1所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***,其特征在于,还包括:
助推按钮,与所述整车控制器连接,用于开启助推模式;
其中所述整车控制器配置成根据助推按钮的开启状态以及加速踏板开度,计算当前电机扭矩参考信号并将其输入至电机控制器。
7.如权利要求6所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***,其特征在于:所述助推按钮包括拨片形式、按键形式或开关形式;所述助推按钮可以设置并集成在方向盘上、中控台上、或适于驾驶员操作的其他部位。
8.一种用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法,其特征在于,包括:
读取步骤,用于读取加速踏板开度;
第一判断步骤,用于判断是否满足助推模式进入条件;
第二判断步骤,用于在满足助推模式进入条件时,判断助推按钮是否被按下;以及
助推模式设定步骤,用于在助推按钮被按下时,按照有助推的牵引扭矩参考-车速包络线设定当前电机牵引扭矩参考;或者
普通模式设定步骤,用于在确定助推按钮没有被按下时,按照普通牵引扭矩参考-车速包络线设定当前电机牵引扭矩参考。
9.如权利要求8所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法,其特征在于,还包括:
关闭步骤,用于在确定不满足助推模式进入条件时,关闭助推按钮。
10.如权利要求8所述的用于电动交通工具的双能源动力总成***控制方法,其特征在于,所述第一判断步骤进一步包括:
判断第二能量源状态反馈是否正常;
判断电机及电机控制器状态反馈是否正常;以及
判断双向能量转换控制器状态反馈是否正常。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610945775.5A CN106564406B (zh) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610945775.5A CN106564406B (zh) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106564406A true CN106564406A (zh) | 2017-04-19 |
CN106564406B CN106564406B (zh) | 2019-07-23 |
Family
ID=58534984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610945775.5A Active CN106564406B (zh) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106564406B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107947679A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-20 | 浙江大学 | 一种用于太阳能混合动力汽车的多端口双向开关磁阻电机驱动*** |
CN108773297A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-09 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | ***加速模式的控制方法、存储介质和电动汽车 |
CN111273595A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-06-12 | 盛瑞传动股份有限公司 | 混合动力变速器控制方法及装置、电子设备及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1544265A (zh) * | 2003-11-27 | 2004-11-10 | 武汉理工大学 | 一种燃料电池电动车的能量流控制器 |
CN102294963A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-12-28 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 一种双电机双能源复合驱动*** |
CN102529675A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-04 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电源装置、混合动力车辆控制***及控制方法 |
EP2711248B1 (de) * | 2012-09-20 | 2014-11-05 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Zweispannungsbordnetz mit Überspannungsschutz |
CN104417543A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 比亚迪股份有限公司 | 混合动力汽车的控制***和控制方法 |
-
2016
- 2016-11-02 CN CN201610945775.5A patent/CN106564406B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1544265A (zh) * | 2003-11-27 | 2004-11-10 | 武汉理工大学 | 一种燃料电池电动车的能量流控制器 |
CN102529675A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-04 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电源装置、混合动力车辆控制***及控制方法 |
CN102294963A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-12-28 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 一种双电机双能源复合驱动*** |
EP2711248B1 (de) * | 2012-09-20 | 2014-11-05 | Eberspächer catem GmbH & Co. KG | Zweispannungsbordnetz mit Überspannungsschutz |
CN104417543A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 比亚迪股份有限公司 | 混合动力汽车的控制***和控制方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107947679A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-20 | 浙江大学 | 一种用于太阳能混合动力汽车的多端口双向开关磁阻电机驱动*** |
CN107947679B (zh) * | 2017-11-15 | 2019-11-29 | 浙江大学 | 一种用于太阳能混合动力汽车的多端口双向开关磁阻电机驱动*** |
CN108773297A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-09 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | ***加速模式的控制方法、存储介质和电动汽车 |
CN111273595A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-06-12 | 盛瑞传动股份有限公司 | 混合动力变速器控制方法及装置、电子设备及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106564406B (zh) | 2019-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104512265B (zh) | 车辆电池充电设定点控制 | |
He et al. | Modeling and simulation for hybrid electric vehicles. I. Modeling | |
US8706333B2 (en) | Nonlinear observer for battery state of charge estimation | |
US8880253B2 (en) | Nonlinear adaptive observation approach to battery state of charge estimation | |
CN202498998U (zh) | 燃料电池混合动力能量管理控制*** | |
Heydari et al. | Optimal brake allocation in electric vehicles for maximizing energy harvesting during braking | |
Kollmeyer et al. | Optimal performance of a full scale li-ion battery and li-ion capacitor hybrid energy storage system for a plug-in hybrid vehicle | |
CN106274510A (zh) | 一种四轮驱动的增程式电动汽车动力***及能效分层协调控制方法 | |
CN106564406A (zh) | 用于电动交通工具的双能源动力总成***及其控制方法 | |
Xiao et al. | The research of energy management strategy for fuel cell hybrid vehicle | |
CN104002804B (zh) | 一种燃料电池混合动力汽车的能量控制方法 | |
JP2001086604A (ja) | 組電池及び残容量検出装置 | |
TWI542493B (zh) | 增程式電動載具之能量管理系統及其能量控制方法 | |
Heydari et al. | Optimal blending of regenerative and friction braking at low speeds for maximizing energy extraction in electric vehicles | |
Zhang et al. | Co-simulation of energy management strategy for hybrid electric vehicle in AVL InMotion | |
Zhuge et al. | Development of a hybrid energy storage system (HESS) for electric and hybrid electric vehicles | |
Walker et al. | Modelling and simulation of a two speed electric vehicle | |
Sreejith et al. | Modelling and analysis of PMBLDC motor based three wheeler EV for closed loop optimum operation | |
CN110696637B (zh) | 一种增程器控制方法、装置及车辆 | |
Phatak et al. | Driving cycle based battery rating selection and range analysis in EV applications | |
Rezaei et al. | Dynamic modelling and performance assessment of a single battery electric vehicle powertrain system employing an induction motor | |
Abdelfatah et al. | A Novel Lithium Ion Battery Autonomous Strategy Improvement Based on SVM-DTC for Urban Electric Vehicle under Several Speeds Tests | |
Vodovozov et al. | Comparative analysis of electric drives met for vehicle propulsion | |
Kohar et al. | Design Approaches and Performance Analysis of Electric Vehicle using MATLAB/Simulink | |
Rahman et al. | Modelling and Validation of Electric Vehicle Drive Line Architectureusing Bond Graph |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |