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)明涉及汽車動(dòng)カ系統(tǒng)，尤其是增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制系統(tǒng)的控制方法。
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(wèn)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(shì)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(lái)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)的控制主要是根據(jù)整車要求輸出相應(yīng)機(jī)械功率發(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)明的目的在于提供ー種里程增加器的發(fā)電控制方法，其控制準(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。發(fā)電機(jī)控制單元在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中和發(fā)動(dòng)機(jī)加載時(shí)刻以發(fā)電轉(zhuǎn)速為控制目標(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，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換利用。發(fā)電機(jī)控制単元控制發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制単元給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)電扭矩請(qǐng)求，給發(fā)電機(jī)加載。發(fā)電機(jī)控制單元以發(fā)電轉(zhuǎn)速為控制目標(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，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換利用。具體技術(shù)方案如下—種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，采用如下步驟( I)發(fā)電機(jī)控制単元控制發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速；(2)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制単元給發(fā)動(dòng)機(jī)控制単元發(fā)電扭矩請(qǐng)求，給發(fā)電機(jī)加載；(3)發(fā)電機(jī)控制單元以發(fā)電轉(zhuǎn)速為控制目標(biāo)，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)功率，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換利用。 進(jìn)ー步地，步驟(I)中，發(fā)電機(jī)控制単元根據(jù)整車控制單元的要求將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速。進(jìn)ー步地，步驟(2 )中，整車控制単元根據(jù)發(fā)電轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)電功率，計(jì)算出目標(biāo)發(fā)電扭矩，發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，給發(fā)電機(jī)加載。進(jìn)ー步地，步驟(3)中，發(fā)電機(jī)控制單元采用矢量控制的方法，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)。進(jìn)ー步地，步驟(3)中，發(fā)電機(jī)控制單元實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)三相電流，執(zhí)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。進(jìn)ー步地，所述發(fā)電機(jī)為永磁同步發(fā)電機(jī)。進(jìn)ー步地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的聯(lián)接采用同軸的方式。進(jìn)ー步地，發(fā)電機(jī)控制單元在控制中采用高速DSP芯片進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。進(jìn)ー步地，采用矢量控制的方法，根據(jù)負(fù)載波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速變化將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解耦成具體的直軸分量idref和交軸分量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(guò)坐標(biāo)變換后,轉(zhuǎn)化為id和iq,與idref和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，即獲得穩(wěn)定的目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)電功率，當(dāng)整車控制単元更新發(fā)電扭矩請(qǐng)求，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化，則發(fā)電機(jī)控制單元也會(huì)實(shí)時(shí) 確保轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，達(dá)到發(fā)電功率請(qǐng)求。進(jìn)ー步地，發(fā)動(dòng)機(jī)為動(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，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。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明控制準(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。具體來(lái)說(shuō)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?？刂浦胁捎酶咚貲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(lái)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。


圖I為本發(fā)明發(fā)電功率的響應(yīng)方法流程圖
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的ー種優(yōu)選實(shí)施例。首先，發(fā)電機(jī)控制單元根據(jù)整車控制單元的要求將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速；然后，整車控制単元根據(jù)發(fā)電轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)電功率，計(jì)算出目標(biāo)發(fā)電扭矩，發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制単元，給發(fā)電機(jī)加載。發(fā)電機(jī)控制單元實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)三相電流，執(zhí)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。采用矢量控制的方法，根據(jù)負(fù)載波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速變化將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解率禹成具體的直軸分量idref和交軸分量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(guò)坐標(biāo)變換后，轉(zhuǎn)化為id和iq,與idref和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，即獲得穩(wěn)定的目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)電功率。若此時(shí)，整車控制単元更新發(fā)電扭矩請(qǐng)求，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化，則發(fā)電機(jī)控制單元也會(huì)實(shí)時(shí)確保轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，達(dá)到發(fā)電功率請(qǐng)求。PID閉環(huán)調(diào)節(jié)分為兩個(gè)概念，ー個(gè)是PID，ー個(gè)是閉環(huán)調(diào)節(jié)。PID :在工程實(shí)際中，根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例(proportional)、積分(integrating)、微分(differentiation)的線性組合計(jì)算出控制量進(jìn)行調(diào)節(jié)。閉環(huán)調(diào)節(jié)被控對(duì)象的輸出反饋給控制器，以影響控制器的輸出，采用這種思路進(jìn)行的調(diào)節(jié)，稱為閉環(huán)調(diào)節(jié)。采用PID的控制思想進(jìn)行的閉環(huán)控制就是PID閉環(huán)調(diào)節(jié)。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，采用如下步驟 (1)發(fā)電機(jī)控制單元控制發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速； (2)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制單元給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)電扭矩請(qǐng)求，給發(fā)電機(jī)加載； (3)發(fā)電機(jī)控制單元以發(fā)電轉(zhuǎn)速為控制目標(biāo)，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，獲得目標(biāo)功率，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換利用。
2.如權(quán)利要求I所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，步驟(I)中，發(fā)電機(jī)控制單元根據(jù)整車控制單元的要求將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求I或2所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，步驟(2)中， 整車控制單元根據(jù)發(fā)電轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)電功率，計(jì)算出目標(biāo)發(fā)電扭矩，發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，給發(fā)電機(jī)加載。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，步驟(3)中，發(fā)電機(jī)控制單元采用矢量控制的方法，對(duì)電流進(jìn)行PID閉環(huán)調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，步驟(3)中，發(fā)電機(jī)控制單元實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)三相電流，執(zhí)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)為永磁同步發(fā)電機(jī)。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的聯(lián)接采用同軸的方式。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，發(fā)電機(jī)控制單元在控制中采用高速DSP芯片進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。
9.如權(quán)利要求4-8中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，采用矢量控制的方法，根據(jù)負(fù)載波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速變化將所需的發(fā)電機(jī)定子電流解耦成具體的直軸分量idref和交軸分量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(guò)坐標(biāo)變換后，轉(zhuǎn)化為id和iq,與idref和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，即獲得穩(wěn)定的目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)電功率，當(dāng)整車控制單元更新發(fā)電扭矩請(qǐng)求，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化，則發(fā)電機(jī)控制單元也會(huì)實(shí)時(shí)確保轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，達(dá)到發(fā)電功率請(qǐng)求。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，其特征在于，發(fā)動(dòng) 機(jī)為動(dòng)力源，能量從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至發(fā)電機(jī)再至動(dòng)力電池，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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電控制方法，發(fā)電機(jī)控制單元控制發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至目標(biāo)發(fā)電轉(zhuǎn)速點(diǎn)并且穩(wěn)定后，由整車控制單元給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)電扭矩請(qǐng)求，給發(fā)電機(jī)加載。發(fā)電機(jī)控制單元以發(fā)電轉(zhuǎn)速為控制目標(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，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換利用。
文檔編號(hào)B60L15/00GK102795115SQ20121030776
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者王金磊, 羅曉, 陳立沖, 王瑛, 蔡交明 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司