專利名稱:一種增程式電動汽車發電控制方法
技術領域:
本發明屬于電動汽車領域,涉及汽車動カ系統,尤其是涉及ー種增程式電動汽車發電控制方法。
背景技術:
目前,環境和能源成為人們日益關注的問題。在汽車領域,高效、節能、環保的純電動汽車,已經隨之成為汽車行業發展趨勢之一。然而,純電動汽車由于電池能量密度小,成本高等原因導致車輛的續駛里程短,這已成為純電動汽車發展的重要短板。因此,含有里程増加器的增程式電動汽車的發展越來越受到業界的關注。增程式電動汽車依靠里程増加器給動カ電池充電,増加電動汽車的續駛里程。里程増加器包括發動機和發電機以及各自的控制單元,發動機將機械能傳遞給發電機,由發電機輸出電能。發動機的控制主要是調速至發動機的目標工作轉速點,發電機的控制主要是將發電機輸出的三相電能按照整車要求功率轉換為可為動カ電池充電的直流電能。因此,發電機的發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力、經濟性。
發明內容
本發明提供了一種增程式電動汽車發電控制方法,其特征在于當發動機運行至目標工作轉速點并且穩定后,由整車控制単元提供當前發電功率請求,發電機控制單元接收到發電功率請求后,根據當前轉速計算得出所需的發電扭矩,以發電扭矩為控制目標,采用矢量控制的方法,對電流進行PID閉環調節,獲得目標功率。其中,發電機控制單元根據當前轉速,根據公式(I)計算出所需要的發電扭矩,
^ P*9550,、
= - F( )
上述公式(I)中
T0 -發電扭矩;
P -發電機機械功率;
V-發電機轉速。進一歩,對扭矩進行斜率處理,得到當前的目標扭矩值,其中斜率通過發動機的負載響應能力進行標定。進ー步,所述獲得目標功率的具體處理步驟為
采用矢量控制的方法,根據發電扭矩將所需的發電機定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標量idref和交軸分量參考目標量iqref ;
定子上的三相電流ia、ib和ic經過坐標變換后,轉化為直流分量id和交流分量iq,與直流分量參考目標量idref和交流分量參考目標值iqref相比較,采用PID算法進行電流閉環調節,獲得目標電流分量,即獲得目標發電扭矩和發電請求功率。
進ー步,當整車控制単元更新發電功率請求,或者發動機轉速發生變化時,則發電機控制單元實時更新發電扭矩,達到發電功率請求。本發明的控制方法控制準確、快速,效率高,可為整車保證里程増加部分的動カ性和經濟性。
圖I當前發電扭矩與時間的關系圖;采用矢量控制的方法,根據發電扭矩將所需的發電機定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標量idref和交軸分量參考目標量iqref ;
定子上的三相電流ia、ib和ic經過坐標變換后,轉化為直流分量id和交流分量iq,與直流分量參考目標量idref和交流分量參考目標值iqref相比較,采用PID算法進行電流閉環調節,獲得目標電流分量,即獲得目標發電扭矩和發電請求功率。進ー步,當整車控制単元更新發電功率請求,或者發動機轉速發生變化時,則發電機控制單元實時更新發電扭矩,達到發電功率請求。本發明的控制方法控制準確、快速,效率高,可為整車保證里程増加部分的動カ性和經濟性。
圖I :當前發電扭矩與時間的關系 圖2 :電功率的響應方法;
V-發電機轉速。根據圖I中的發電扭矩和時間的關系,對扭矩進行一定的斜率處理,得到當前的目標扭矩值。其中,斜率可以標定,主要取決于發動機的負載響應能力;
采用矢量控制的方法,根據發電扭矩將所需的發電機定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標量idref和交軸分量參考目標量iqref兩個參考目標量;
定子上的三相電流ia、ib和ic經過坐標變換后,轉化為直流分量id和交流分量iq,與直流分量參考目標量idref和交流分量參考目標值iqref相比較,采用PID算法進行電流閉環調節,獲得目標電流分量,即獲得目標發電扭矩和發電請求功率。若此時,整車控制単元更新發電功率請求,或者發動機轉速發生變化,則發電機控制單元也會實時更新發電扭矩,達到發電功率請求。在本發明中,所用發電機為效率較高的永磁同步發電機,發動機和發電機的聯接采用同軸的方式。控制中采用高速dsp芯片進行相關數據處理,保證了速度處理的及時性,使得控制快速。從能量轉換的角度來看,發動機將燃料的熱能轉換為機械能后,傳遞給發電機,發電機將獲得的機械能轉換為三相電能后,又經發電機控制單元轉換為直流電能。從能量流動方向看,發動機是動カ源,能量從發動機傳遞至發電機再至動カ電池。
權利要求
1.一種增程式電動汽車發電控制方法,其特征在干當發動機運行至目標工作轉速點并且穩定后,由整車控制単元提供當前發電功率請求,發電機控制單元接收到發電功率請求后,根據當前轉速計算得出所需的發電扭矩,以發電扭矩為控制目標,采用矢量控制的方法,對電流進行PID閉環調節,獲得目標功率。
2.根據權利要求I所述的發電控制方法,其特征在于:發電機控制單元根據當前轉速,根據公式(I)計算出所需要的發電扭矩
3.根據權利要求2所述的發電控制方法,其特征在于對扭矩進行斜率處理,得到當前的目標扭矩值,其中斜率通過發動機的負載響應能力進行標定。
4.根據權利要求1-3任一項所述的發電控制方法,其特征在于所述獲得目標功率的具體處理步驟為 采用矢量控制的方法,根據發電扭矩將所需的發電機定子電流解耦成具體的直軸分量參考目標量idref和交軸分量參考目標量iqref ; 定子上的三相電流ia、ib和ic經過坐標變換后,轉化為直流分量id和交流分量iq,與直流分量參考目標量idref和交流分量參考目標值iqref相比較,采用PID算法進行電流閉環調節,獲得目標電流分量,即獲得目標發電扭矩和發電請求功率。
5.根據權利要求1-4任一項所述的發電控制方法,其特征在于當整車控制単元更新發電功率請求,或者發動機轉速發生變化時,則發電機控制単元實時更新發電扭矩,達到發電功率請求。
全文摘要
本發明公開了一種增程式電動汽車發電控制方法,其特征在于當發動機運行至目標工作轉速點并且穩定后,由整車控制單元提供當前發電功率請求,發電機控制單元接收到發電功率請求后,根據當前轉速計算得出所需的發電扭矩,以發電扭矩為控制目標,采用矢量控制的方法,對電流進行PID閉環調節,獲得目標功率。本發明的控制方法控制準確、快速,效率高,可為整車保證里程增加部分的動力性和經濟性。
文檔編號H02P21/12GK102664582SQ201110363270
公開日2012年9月12日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者王瑛, 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