專利名稱：一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，涉及汽車動(dòng)カ系統(tǒng)，尤其是涉及ー種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法。
背景技術(shù)：
目前，環(huán)境和能源成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。在汽車領(lǐng)域，高效、節(jié)能、環(huán)保的純電動(dòng)汽車，已經(jīng)隨之成為汽車行業(yè)發(fā)展趨勢之一。然而，純電動(dòng)汽車由于電池能量密度小，成本高等原因?qū)е萝囕v的續(xù)駛里程短，這已成為純電動(dòng)汽車發(fā)展的重要短板。因此，含有里程増加器的增程式電動(dòng)汽車的發(fā)展越來越受到業(yè)界的關(guān)注。增程式電動(dòng)汽車依靠里程増加器給動(dòng)カ電池充電，増加電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。里程増加器包括發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)以及各自的控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)將機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，由發(fā)電機(jī)輸出電能。發(fā)動(dòng)機(jī)的控制主要是調(diào)速至發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)工作轉(zhuǎn)速點(diǎn)，發(fā)電機(jī)的控制主要是將發(fā)電機(jī)輸出的三相電能按照整車要求功率轉(zhuǎn)換為可為動(dòng)カ電池充電的直流電能。因此，發(fā)電機(jī)的發(fā)電控制成為里程増加器的核心之一，其控制方法將直接影響整車的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)工作轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制単元提供當(dāng)前發(fā)電功率請求，發(fā)電機(jī)控制單元接收到發(fā)電功率請求后，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算得出所需的發(fā)電扭矩，以發(fā)電扭矩為控制目標(biāo)，采用矢量控制的方法，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)功率。其中，發(fā)電機(jī)控制單元根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式(I)計(jì)算出所需要的發(fā)電扭矩，
^ P*9550,、
= - F( )
上述公式(I)中
T0 -發(fā)電扭矩；
P -發(fā)電機(jī)機(jī)械功率；
V-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一歩，對(duì)扭矩進(jìn)行斜率處理，得到當(dāng)前的目標(biāo)扭矩值，其中斜率通過發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載響應(yīng)能力進(jìn)行標(biāo)定。進(jìn)ー步，所述獲得目標(biāo)功率的具體處理步驟為
采用矢量控制的方法，根據(jù)發(fā)電扭矩將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標(biāo)量idref和交軸分量參考目標(biāo)量iqref ；
定子上的三相電流ia、ib和ic經(jīng)過坐標(biāo)變換后，轉(zhuǎn)化為直流分量id和交流分量iq，與直流分量參考目標(biāo)量idref和交流分量參考目標(biāo)值iqref相比較,采用PID算法進(jìn)行電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)電流分量，即獲得目標(biāo)發(fā)電扭矩和發(fā)電請求功率。
進(jìn)ー步，當(dāng)整車控制単元更新發(fā)電功率請求，或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，則發(fā)電機(jī)控制單元實(shí)時(shí)更新發(fā)電扭矩，達(dá)到發(fā)電功率請求。本發(fā)明的控制方法控制準(zhǔn)確、快速，效率高，可為整車保證里程増加部分的動(dòng)カ性和經(jīng)濟(jì)性。


圖I當(dāng)前發(fā)電扭矩與時(shí)間的關(guān)系圖；采用矢量控制的方法，根據(jù)發(fā)電扭矩將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標(biāo)量idref和交軸分量參考目標(biāo)量iqref ；
定子上的三相電流ia、ib和ic經(jīng)過坐標(biāo)變換后，轉(zhuǎn)化為直流分量id和交流分量iq，與直流分量參考目標(biāo)量idref和交流分量參考目標(biāo)值iqref相比較,采用PID算法進(jìn)行電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)電流分量，即獲得目標(biāo)發(fā)電扭矩和發(fā)電請求功率。進(jìn)ー步，當(dāng)整車控制単元更新發(fā)電功率請求，或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，則發(fā)電機(jī)控制單元實(shí)時(shí)更新發(fā)電扭矩，達(dá)到發(fā)電功率請求。本發(fā)明的控制方法控制準(zhǔn)確、快速，效率高，可為整車保證里程増加部分的動(dòng)カ性和經(jīng)濟(jì)性。

圖I :當(dāng)前發(fā)電扭矩與時(shí)間的關(guān)系 圖2 :電功率的響應(yīng)方法；
V-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)圖I中的發(fā)電扭矩和時(shí)間的關(guān)系，對(duì)扭矩進(jìn)行一定的斜率處理，得到當(dāng)前的目標(biāo)扭矩值。其中，斜率可以標(biāo)定，主要取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載響應(yīng)能力；
采用矢量控制的方法，根據(jù)發(fā)電扭矩將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標(biāo)量idref和交軸分量參考目標(biāo)量iqref兩個(gè)參考目標(biāo)量；
定子上的三相電流ia、ib和ic經(jīng)過坐標(biāo)變換后，轉(zhuǎn)化為直流分量id和交流分量iq，與直流分量參考目標(biāo)量idref和交流分量參考目標(biāo)值iqref相比較,采用PID算法進(jìn)行電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)電流分量，即獲得目標(biāo)發(fā)電扭矩和發(fā)電請求功率。若此時(shí)，整車控制単元更新發(fā)電功率請求，或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，則發(fā)電機(jī)控制單元也會(huì)實(shí)時(shí)更新發(fā)電扭矩,達(dá)到發(fā)電功率請求。在本發(fā)明中，所用發(fā)電機(jī)為效率較高的永磁同步發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的聯(lián)接采用同軸的方式?？刂浦胁捎酶咚賒sp芯片進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，保證了速度處理的及時(shí)性，使得控制快速。從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將獲得的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為三相電能后，又經(jīng)發(fā)電機(jī)控制單元轉(zhuǎn)換為直流電能。從能量流動(dòng)方向看，發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)カ源，能量從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至發(fā)電機(jī)再至動(dòng)カ電池。
權(quán)利要求
1.一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在干當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)工作轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制単元提供當(dāng)前發(fā)電功率請求，發(fā)電機(jī)控制單元接收到發(fā)電功率請求后，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算得出所需的發(fā)電扭矩，以發(fā)電扭矩為控制目標(biāo)，采用矢量控制的方法，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電控制方法，其特征在于:發(fā)電機(jī)控制單元根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式(I)計(jì)算出所需要的發(fā)電扭矩
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電控制方法，其特征在于對(duì)扭矩進(jìn)行斜率處理，得到當(dāng)前的目標(biāo)扭矩值，其中斜率通過發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載響應(yīng)能力進(jìn)行標(biāo)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的發(fā)電控制方法，其特征在于所述獲得目標(biāo)功率的具體處理步驟為 采用矢量控制的方法，根據(jù)發(fā)電扭矩將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標(biāo)量idref和交軸分量參考目標(biāo)量iqref ； 定子上的三相電流ia、ib和ic經(jīng)過坐標(biāo)變換后，轉(zhuǎn)化為直流分量id和交流分量iq，與直流分量參考目標(biāo)量idref和交流分量參考目標(biāo)值iqref相比較,采用PID算法進(jìn)行電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)電流分量，即獲得目標(biāo)發(fā)電扭矩和發(fā)電請求功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的發(fā)電控制方法，其特征在于當(dāng)整車控制単元更新發(fā)電功率請求，或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，則發(fā)電機(jī)控制単元實(shí)時(shí)更新發(fā)電扭矩，達(dá)到發(fā)電功率請求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法,其特征在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)工作轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制單元提供當(dāng)前發(fā)電功率請求，發(fā)電機(jī)控制單元接收到發(fā)電功率請求后，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算得出所需的發(fā)電扭矩，以發(fā)電扭矩為控制目標(biāo)，采用矢量控制的方法，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)功率。本發(fā)明的控制方法控制準(zhǔn)確、快速，效率高，可為整車保證里程增加部分的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)H02P21/12GK102664582SQ201110363270
公開日2012年9月12日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者王瑛, 王金磊, 羅曉, 蔡交明, 陳立沖, 黃彬 申請人:奇瑞汽車股份有限公司