CN112848918A - 电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆 - Google Patents

电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆 Download PDF

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陈士刚
杭孟荀
刘琳
姚学松
张�杰
沙文瀚
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Abstract

本申请公开了一种电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆，其中，方法包括：检测直流母线侧的实际电池电压；基于实际电池电压查询电压‑输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。由此，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。

Description

电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆。
背景技术
新能源汽车的一直增速很快，市场保有量不断增加。目前，新能源汽车用储能结构主要为动力电池，其电量的不同，电池的电压也会发生变化，由于电驱动***的输出功率和直流母线电压是直接相关的，并且车辆在行驶过程中整车电量的减少，电压逐渐降低，因此需要考虑不同电压下对应电驱动***输出功率的关系。
相关技术中，一般是先根据动力电池的工作电压范围，确定电驱动***满功率工作电压和降功率工作电压点，然后在整个降功率电压工作区输出功率按照峰值功率乘以固定系数(小于1)作为最大输出功率。
然而，该方式存在不能发挥出驱动***的最佳性能的问题，造成了资源的浪费，亟待解决。
申请内容
本申请提供一种电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆，以解决相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
本申请第一方面实施例提供一种电驱动***的降功率方法，包括以下步骤：
检测直流母线侧的实际电池电压；
基于所述实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；以及
根据所述实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据所述降值修改所述初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。
可选地，上述的电驱动***的降功率方法，还包括：
获取油门踏板的当前开度，基于所述当前开度和所述当前最大输出功率生成当前扭矩指令，并基于所述扭矩指令控制驱动电机输出所述目标扭矩。
可选地，所述基于所述当前开度和所述当前最大输出功率生成当前扭矩指令，包括：
获取所述驱动电机的当前转速；
根据所述当前转速和所述当前最大输出功率计算得到目标扭矩；
根据所述目标扭矩生成所述当前扭矩指令。
可选地，通过以下公式计算得到所述目标扭矩：
Figure BDA0002915353380000021
其中，P为所述当前最大输出功率，T为所述目标扭矩，n为所述驱动电机的当前转速。
本申请第二方面实施例提供一种电驱动***的降功率装置，包括：
检测模块，用于检测直流母线侧的实际电池电压；
获取模块，用于基于所述实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；以及
降功率模块，用于根据所述实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据所述降值修改所述初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。
可选地，上述的电驱动***的降功率装置，还包括：
控制模块，用于获取油门踏板的当前开度，基于所述当前开度和所述当前最大输出功率生成当前扭矩指令，并基于所述扭矩指令控制驱动电机输出所述目标扭矩。
可选地，所述控制模块，包括：
获取单元，用于获取所述驱动电机的当前转速；
计算单元，用于根据所述当前转速和所述当前最大输出功率计算得到目标扭矩；
生成单元，用于根据所述目标扭矩生成所述当前扭矩指令。
可选地，通过以下公式计算得到所述目标扭矩：
Figure BDA0002915353380000022
其中，P为所述当前最大输出功率，T为所述目标扭矩，n为所述驱动电机的当前转速。
本申请第三方面实施例提供一种电驱动***，其包括上述的电驱动***的降功率装置。
本申请第四方面实施例提供一种车辆，其包括上述的电驱动***。
由此，可以检测直流母线侧的实际电池电压；基于实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
本申请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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/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为根据本申请实施例提供的一种电驱动***的降功率方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例的不同电压下电驱动***外特性曲线示例图；
图3为根据本申请另一个实施例的不同电压下电驱动***外特性曲线示例图；
图4为根据本申请一个实施例的电驱动***的降功率方法的流程图；
图5为根据本申请实施例的电驱动***的降功率装置的方框示例图；
图6为根据本申请实施例的电驱动***的方框示例图；
图7为根据本申请实施例的车辆的方框示例图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的电驱动***的降功率方法、装置、电驱动***及车辆。针对上述背景技术中心提到的相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，本申请提供了一种电驱动***的降功率方法，在该方法中，可以检测直流母线侧的实际电池电压；基于实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种电驱动***的降功率方法的流程示意图。
如图1所示，该电驱动***的降功率方法包括以下步骤：
在步骤S101中，检测直流母线侧的实际电池电压。
可以理解的是，当驾驶员钥匙上电后，继电器闭合，整车上高压电，本申请实施例可以通过驱动电机控制器检测直流母线侧的实际电池电压。
需要说明的是，上述检测直流母线侧的实际电池电压的方式仅为示例性的，不作为对本发明的限制，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的方法检测直流母线侧的实际电池电压，为避免冗余，在此不做详细赘述。
在步骤S102中，基于实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率。
可以理解的是，假设直流母线侧的最高电池电压为U1，降功率电压值为U2，最低工作电压为U3，则通过电驱动***台架测试确定U1、U2、U3的做大输出功率，一般U1和U2最大峰值功率相同，U2、U3中间通过差值算法确定最大输出功率。
具体而言，如图2和图3所示，图2和图3为不同电压下电驱动***输出功率的示意图，其中，A为线条1，B为线条2，C为线条3，D为线条4，线条1和线条3为转矩曲线，线条2和线条4为功率曲线，主要步骤如下：
(1)电驱动***台架上测试出满功率工作电压以上的外特性曲线；
(2)电驱动***台架上测试出最低工作电压点的外特性曲线；
(3)在满功率最低电压点和最低电压点之间的外特性通过线性差值法得到。
由此，即可生成电压-输出功率间的关系表，本申请实施例在通过步骤S101获取到直流母线侧的实际电池电压后，通过查询该电压-输出功率间的关系表，即可得到电驱动***的实际最大输出功率，并通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)网络反馈给整车控制器。
在步骤S103中，根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。
可以理解的是，在整车工况下，动力电池电压一直在变化，因此，其当前最大输出功率也是随时变化的，本申请实施例则可以根据步骤S102中获取到的实际最大输出功率和初始最大输出功率得到实际最大输出功率与初始最大输出功率间的降值，该降值可以通过线性插值的方法得到，从而可以根据降值确定当前的最大输出功率。
进一步地，在一些实施例中，上述的电驱动***的降功率方法，还包括：获取油门踏板的当前开度，基于当前开度和当前最大输出功率生成当前扭矩指令，并基于扭矩指令控制驱动电机输出目标扭矩。
应当理解的是，本申请实施例的整车控制器可以根据驾驶员的油门请求，及油门踏板的当前开度，和驱动电机控制器反馈的当前的最大输出功率，确定驱动电机控制器的当前最大输出功率，并通过CAN网络发送驱动电机控制器，从而根据当前最大输出功率生成当前扭矩指令。
其中，在一些实施例中，基于当前开度和当前最大输出功率生成当前扭矩指令，包括：获取驱动电机的当前转速；根据当前转速和当前最大输出功率计算得到目标扭矩；根据目标扭矩生成当前扭矩指令。
可选地，在一些实施例中，通过以下公式计算得到目标扭矩：
Figure BDA0002915353380000051
其中，P为当前最大输出功率，T为目标扭矩，n为驱动电机的当前转速。
可以理解的是，在根据目标扭矩生成当前扭矩指令后，整车控制器可以发送当前扭矩指令，电驱动***响应整车控制器当前扭矩指令，使得驱动电机控制器通过矢量控制控制驱动电机扭矩输出。
为使得本领域技术人员可以进一步了解本申请实施例的电驱动***的降功率方法，下面以图4进行详细说明。
如图4所示，该电驱动***的降功率方法包括以下步骤：
S401，驾驶员钥匙上电。
S402，驱动电机控制器检测直流母线侧的实际电池电压。
S403，驱动电机根据直流母线侧的实际电池电压通过CAN网络反馈最大输出功率。
S404，整车控制器通过CAN网络请求电机控制器输出目标扭矩。
S405，驱动电机控制器通过控制三相电流，控制驱动电机输出目标扭矩。
由此，在电动汽车行驶过程中，整车控制器通过CAN网络和驱动电机控制器进行通信，驱动电机控制器通过控制电流进行驱动电机扭矩控制，以达到驾驶员加减速等行驶目的。在整车控制过程中通过扭矩控制，扭矩通过公式
Figure BDA0002915353380000052
计算出来，n为电机转速；驱动电机控制器通过CAN信号实时反馈电驱动***的最大输出功率，整车控制器在最大输出功率范围内进行扭矩的请求，驱动电机控制器执行此扭矩请求。
根据本申请实施例提出的电驱动***的降功率方法，可以检测直流母线侧的实际电池电压；基于实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的电驱动***的降功率装置。
图5是本申请实施例的电驱动***的降功率装置的方框示意图。
如图5所示，该电驱动***的降功率装置10包括：检测模块100、获取模块200和降功率模块300。
其中，检测模块100用于检测直流母线侧的实际电池电压；
获取模块200用于基于实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；以及
降功率模块300用于根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。
可选地，在一些实施例中，上述的电驱动***的降功率装置10，还包括：
控制模块，用于获取油门踏板的当前开度，基于当前开度和当前最大输出功率生成当前扭矩指令，并基于扭矩指令控制驱动电机输出目标扭矩。
可选地，在一些实施例中，控制模块包括：
获取单元，用于获取驱动电机的当前转速；
计算单元，用于根据当前转速和当前最大输出功率计算得到目标扭矩；
生成单元，用于根据目标扭矩生成当前扭矩指令。
可选地，在一些实施例中，通过以下公式计算得到目标扭矩：
Figure BDA0002915353380000061
其中，P为当前最大输出功率，T为目标扭矩，n为驱动电机的当前转速。
需要说明的是，前述对电驱动***的降功率方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电驱动***的降功率装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的电驱动***的降功率装置，可以检测直流母线侧的实际电池电压；基于实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；根据实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据降值修改初始最大输出功率，确定当前最大输出功率，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
如图6所示，本申请实施例还提供一种电驱动***20，该电驱动***20包括上述的电驱动***的降功率装置10。
根据本申请实施例提出的电驱动***，通过上述的电驱动***的降功率装置，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
如图7所示，本申请实施例还提供一种车辆30，该车辆30包括上述的电驱动***20。
根据本申请实施例提出的车辆，通过上述的电驱动***，解决了相关技术中不能发挥出驱动***的最佳性能，造成了资源的浪费的问题，在降功率区间采用线性差值的方法进行降功率，实现在电池电压全范围段的精确控制，能够最大利用电驱动***功率，大大提高电驱***性能和整车动力性。
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申请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必须针对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一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
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N个用于实现定制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，并且本申请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，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请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，N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。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，在本申请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。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请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)

1.一种电驱动***的降功率方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测直流母线侧的实际电池电压；
基于所述实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；以及
根据所述实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据所述降值修改所述初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取油门踏板的当前开度，基于所述当前开度和所述当前最大输出功率生成当前扭矩指令，并基于所述扭矩指令控制驱动电机输出所述目标扭矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前开度和所述当前最大输出功率生成当前扭矩指令，包括：
获取所述驱动电机的当前转速；
根据所述当前转速和所述当前最大输出功率计算得到目标扭矩；
根据所述目标扭矩生成所述当前扭矩指令。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述目标扭矩：
Figure FDA0002915353370000011
其中，P为所述当前最大输出功率，T为所述目标扭矩，n为所述驱动电机的当前转速。
5.一种电驱动***的降功率装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测直流母线侧的实际电池电压；
获取模块，用于基于所述实际电池电压查询电压-输出功率间的关系表，得到电驱动***的实际最大输出功率；以及
降功率模块，用于根据所述实际最大输出功率计算与初始最大输出功率间的降值，并根据所述降值修改所述初始最大输出功率，确定当前最大输出功率。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
控制模块，用于获取油门踏板的当前开度，基于所述当前开度和所述当前最大输出功率生成当前扭矩指令，并基于所述扭矩指令控制驱动电机输出所述目标扭矩。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块，包括：
获取单元，用于获取所述驱动电机的当前转速；
计算单元，用于根据所述当前转速和所述当前最大输出功率计算得到目标扭矩；
生成单元，用于根据所述目标扭矩生成所述当前扭矩指令。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，通过以下公式计算得到所述目标扭矩：
Figure FDA0002915353370000021
其中，P为所述当前最大输出功率，T为所述目标扭矩，n为所述驱动电机的当前转速。
9.一种电驱动***，其特征在于，包括：如权利要求5-8任一项所述的电驱动***的降功率方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电驱动***。
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