本發(fā)明涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車增程器控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前，由于燃油燃燒效率較低且車輛排放要求越來(lái)越嚴(yán)格，汽車行業(yè)正在積極發(fā)展環(huán)境友好型新能源汽車。電動(dòng)汽車由電力驅(qū)動(dòng)，具有零排放的優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保的解決方案。但對(duì)于純電動(dòng)汽車，由于電池技術(shù)的限制，一次充電的續(xù)駛里程始終不能達(dá)到理想的水平是純電動(dòng)汽車的主要缺點(diǎn)。為了克服純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的問題，增程式電動(dòng)汽車(extendedrange-electricvehicle,簡(jiǎn)稱er-ev)應(yīng)運(yùn)而生，是一種可行的低成本解決方案。

現(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車，通常采用pi控制器對(duì)系統(tǒng)的功率進(jìn)行控制，使用電壓和電流傳感器計(jì)算功率反饋值。然而，由于采用pi控制的電流環(huán)含有電流耦合項(xiàng)，為保證電流環(huán)的動(dòng)態(tài)性能需要增加補(bǔ)償項(xiàng)，這就導(dǎo)致了系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且缺乏魯棒性。同時(shí)，此類控制方法是基于多個(gè)駕駛周期的計(jì)算，因此需要大量的數(shù)據(jù)處理，降低了系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)汽車增程器控制方法，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)汽車增程器控制裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出了一種電動(dòng)汽車增程器控制方法，包括：

根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值；

依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制；

根據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，確定所述増程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值；

依據(jù)所述電流需求值，對(duì)所述増程器的工作電流進(jìn)行控制。

在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述根據(jù)所述電流需求值，對(duì)所述増程器的工作電流進(jìn)行控制,包括：

依據(jù)所述電流需求值，采用多頻率比例諧振控制器，對(duì)所述増程器中的發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的工作電流進(jìn)行分段控制。

在第一方面的另一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述對(duì)所述増程器中的發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的工作電流進(jìn)行分段控制，包括：

獲取所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的實(shí)際電流值；

根據(jù)所述電流需求值及實(shí)際電流值，采用多頻率比例諧振控制器，確定所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的電壓需求值；

基于空間矢量調(diào)制策略，確定功率變換器中各功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述各功率開關(guān)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

在第一方面的另一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制，包括：

依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，根據(jù)所述増程器的工作特性曲線，確定所述増程器當(dāng)前的運(yùn)行工況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)工作區(qū)域；

在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制。

在第一方面的另一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制，包括：

根據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，確定所述増程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值；

控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作在在所述轉(zhuǎn)速值上，并調(diào)節(jié)所述増程器中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以使所述増程器實(shí)際輸出的功率值跟隨所述當(dāng)前的功率需求值變化。

本實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制方法，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出了一種電動(dòng)汽車增程器控制裝置，包括：

第一確定模塊，用于根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值；

第一控制模塊，用于依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制；

第二確定模塊，用于根據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，確定所述増程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值；

第二控制模塊，用于依據(jù)所述電流需求值，對(duì)所述増程器的工作電流進(jìn)行控制。

在第二方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述第二控制模塊，包括：

第一控制單元，用于依據(jù)所述電流需求值，采用多頻率比例諧振控制器，對(duì)所述増程器中的發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的工作電流進(jìn)行分段控制。

在第二方面的另一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述第一控制單元，具體用于：

獲取所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的實(shí)際電流值；

根據(jù)所述電流需求值及實(shí)際電流值，采用多頻率比例諧振控制器，確定所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的電壓需求值；

基于空間矢量調(diào)制策略，確定功率變換器中各功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述各功率開關(guān)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

在第二方面的另一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述第一控制模塊，包括：

確定單元，用于依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，根據(jù)所述増程器的工作特性曲線，確定所述増程器當(dāng)前的運(yùn)行工況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)工作區(qū)域；

第二控制單元，用于在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制。

在第二方面的另一種可能的實(shí)現(xiàn)形式中，所述第二控制單元，具體用于：

根據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，確定所述増程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值；

控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作在在所述轉(zhuǎn)速值上，并調(diào)節(jié)所述増程器中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以使所述増程器實(shí)際輸出的功率值跟隨所述當(dāng)前的功率需求值變化。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中，

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制方法的流程圖；

圖1a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于電流環(huán)mfpr控制器的電動(dòng)汽車增程器控制策略圖；

圖1b是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電流環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖；

圖1c是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)有功功率分量p、無(wú)功功率分量q的仿真結(jié)果圖；

圖1d是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有功功率分量p、無(wú)功功率分量q的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

具體的，本發(fā)明各實(shí)施例針對(duì)現(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車，通常采用pi控制器對(duì)系統(tǒng)的功率進(jìn)行控制，使用電壓和電流傳感器計(jì)算功率反饋值，由于采用pi控制的電流環(huán)含有電流耦合項(xiàng)，為保證電流環(huán)的動(dòng)態(tài)性能需要增加補(bǔ)償項(xiàng)，導(dǎo)致了系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且缺乏魯棒性，同時(shí)，此類控制方法是基于多個(gè)駕駛周期的計(jì)算，因此需要大量的數(shù)據(jù)處理，降低了系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性的問題，提出一種電動(dòng)汽車增程器控制方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制方法，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，以對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，并根據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，從而依據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制方法及裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制方法的流程圖。

如圖1所示，電動(dòng)汽車增程器控制方法，包括以下步驟：

步驟101，根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值。

其中，本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制方法，可以由本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置執(zhí)行，該電動(dòng)汽車增程器控制裝置可以被配置在任意電動(dòng)汽車中，以對(duì)電動(dòng)汽車的增程器進(jìn)行控制。

其中，當(dāng)前的需求功率值，指瞬時(shí)有功功率參考值；實(shí)際功率值，指系統(tǒng)瞬時(shí)有功功率實(shí)際反饋值。

步驟102，根據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)所述增程器的輸出功率進(jìn)行控制。

具體的，步驟102可以包括：

步驟102a，依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，根據(jù)所述增程器的工作特性曲線，確定所述增程器當(dāng)前的運(yùn)行工況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)工作區(qū)域；

步驟102b，在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)，對(duì)所述增程器的輸出功率進(jìn)行控制。

可以理解的是，根據(jù)增程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)的效率特性曲線，可以近似擬合出一條三階的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩的函數(shù)關(guān)系曲線。曲線上的每一個(gè)點(diǎn)代表相應(yīng)功率下轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的優(yōu)化匹配。在確定當(dāng)前的功率需求值后，可以實(shí)時(shí)獲得燃油消耗最低工作曲線上的工作點(diǎn)，進(jìn)而可以得出選用發(fā)動(dòng)機(jī)的高效工作區(qū)域，即目標(biāo)工作區(qū)域，從而在該工作區(qū)域內(nèi)，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制。

具體的，步驟102b可以包括：

根據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，確定所述增程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值；

控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作在所述轉(zhuǎn)速值上，并調(diào)節(jié)所述增程器中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以使所述增程器實(shí)際輸出的功率值跟隨所述當(dāng)前的功率需求值變化。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，確定了目標(biāo)工作區(qū)域后，為了實(shí)現(xiàn)效率的優(yōu)化，可以將增程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)限定在該區(qū)域內(nèi)，即根據(jù)當(dāng)前的功率需求值，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)在目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值后，可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作在上述轉(zhuǎn)速值上。從而依據(jù)需求功率大小采用局部功率跟隨控制，即通過在相應(yīng)的發(fā)電機(jī)頻率等級(jí)上調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以實(shí)現(xiàn)增程器實(shí)際輸出的功率值跟隨當(dāng)前的功率需求值變化。

具體的，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)驅(qū)動(dòng)需求功率的大小以及效率曲線設(shè)置特定工作點(diǎn)，分別在特定工作點(diǎn)連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。通過發(fā)動(dòng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)高效工作區(qū)的匹配，實(shí)現(xiàn)增程器高效區(qū)內(nèi)分段功率跟隨控制，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的解耦控制。

步驟103，根據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，確定所述增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值。

具體的，可以在電動(dòng)汽車中，設(shè)置比例積分(pi)控制器，從而可以將電動(dòng)汽車當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值輸入pi控制器，利用pi控制器計(jì)算增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值。

步驟104，依據(jù)所述電流需求值，對(duì)所述增程器的工作電流進(jìn)行控制。

具體的，可以依據(jù)電流需求值，采用多頻率比例諧振控制器(multi-frequencyprcontroller，簡(jiǎn)稱mfpr)，對(duì)增程器中的發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的工作電流進(jìn)行分段控制。

其中，對(duì)增程器中的發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的工作電流進(jìn)行分段控制，具體可以包括：

獲取所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的實(shí)際電流值；

根據(jù)所述電流需求值及實(shí)際電流值，采用多頻率比例諧振控制器，確定所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的電壓需求值；

基于空間矢量調(diào)制策略，確定功率變換器中各功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述各功率開關(guān)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以采用如圖1a所示的基于電流環(huán)mfpr控制器的電動(dòng)汽車增程器控制策略。其中，外環(huán)以增程式電動(dòng)汽車的需求功率值為參考值p^*，對(duì)瞬時(shí)功率值進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。內(nèi)環(huán)是被控參數(shù)為交變信號(hào)的電流環(huán)，其中，iα^*、iβ^*為靜止坐標(biāo)系下電流參考值，pr控制器被引入并擴(kuò)展為mfpr控制器，以實(shí)現(xiàn)多工作點(diǎn)下不同頻率輸出電流控制，以顯著減少控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。

圖1a中，uα和uβ為靜止坐標(biāo)系下電壓矢量的α、β軸分量，iα和iβ為電流互感器所檢測(cè)的定子三相電流檢測(cè)值ia、ib、ic轉(zhuǎn)換為兩相靜止坐標(biāo)系下的電流檢測(cè)值在α、β軸的分量，“abc/αβ”為三相到兩相坐標(biāo)變換，“dq/αβ”為兩相旋轉(zhuǎn)到兩相靜止坐標(biāo)變換，pll為鎖相環(huán)用以實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)電機(jī)三相輸出電壓ua、ub、uc的相角θ，p^*為瞬時(shí)有功功率參考值，瞬時(shí)有功功率反饋值p為通過功率變換器直流母線電壓vdc和電流idc相乘得來(lái)。id、iq分別為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子電流d、q軸分量，基于瞬時(shí)有功功率參考值p^*與系統(tǒng)瞬時(shí)有功功率實(shí)際反饋值p確定比例積分(pi)控制器的輸入值，經(jīng)過pi調(diào)節(jié)器可計(jì)算出兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下定子參考電流的dq軸分量id^*、iq^*，再通過“dq/αβ”環(huán)節(jié)獲得兩相靜止坐標(biāo)系下電流參考值iα^*、iβ^*。然后，基于靜止αβ坐標(biāo)系的電流檢測(cè)值iα、iβ與靜止αβ坐標(biāo)系的電流參考值iα^*、iβ^*確定多頻率比例諧振控制器(mfpr)的輸入值。利用mfpr調(diào)節(jié)器可計(jì)算出兩相靜止坐標(biāo)系下電壓參考值uα^*、uβ^*。進(jìn)而基于空間矢量調(diào)制策略(svm)輸出功率開關(guān)的通斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制三相功率變換器。

可以理解的是，基于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在三個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)上切換，因此發(fā)電機(jī)的輸出頻率也將根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化穩(wěn)定工作在三個(gè)頻率點(diǎn)ω1、ω2與ω3。準(zhǔn)pr控制器能夠在指定頻率處具有穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差跟蹤的特性，為實(shí)現(xiàn)不同頻率下的無(wú)靜差跟蹤，本發(fā)明采用多個(gè)準(zhǔn)pr控制器(mfpr)共同作用，對(duì)不同頻率的輸出電流實(shí)施控制。控制器s域傳遞函數(shù)表達(dá)式如下：

其中，ωi是高效工作區(qū)的諧振頻率點(diǎn)，kp、kr為比例、諧振增益系數(shù)，ωc為諧振截止角頻率。通過傳遞函數(shù)可以看出系統(tǒng)有三個(gè)諧振頻率點(diǎn)ω1、ω2和ω3，mfpr控制器在這三個(gè)頻率點(diǎn)附近的增益為kp+kri。通過合理的參數(shù)kp與參數(shù)kri的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在諧振頻率處的近似零穩(wěn)態(tài)誤差控制。過大的kp值將削弱諧振環(huán)節(jié)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，即間接影響了控制器的帶寬與穩(wěn)定性。增大kri值，控制器諧振頻率處增益隨之提高，達(dá)到了消除穩(wěn)態(tài)誤差的效果。因此，mfpr控制器參數(shù)設(shè)計(jì)需要兼顧各性能指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能的相互影響，其參數(shù)調(diào)節(jié)的規(guī)律為：調(diào)節(jié)比例增益kp與諧振增益kri以符合系統(tǒng)穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)性能；調(diào)節(jié)截止頻率ωc以抑制信號(hào)波動(dòng)對(duì)控制信號(hào)產(chǎn)生的擾動(dòng)。欲實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，系統(tǒng)帶寬需足夠大。但過大的帶寬將引入系統(tǒng)開關(guān)頻率等高頻噪聲，需要折中考慮彼此影響加以選取。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，穩(wěn)定工作點(diǎn)可以是有限個(gè)，也可以是無(wú)限多個(gè)，此處不作限制。相應(yīng)的，穩(wěn)定工作點(diǎn)為n個(gè)時(shí)，控制器s域傳遞函數(shù)表達(dá)式如下：

圖1b為電流環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖，考慮到控制系統(tǒng)在諧振頻率點(diǎn)處增益遠(yuǎn)大于1，根據(jù)電流內(nèi)環(huán)模型可以推出系統(tǒng)電流環(huán)開環(huán)傳函表達(dá)式為：

其中，傳遞函數(shù)gd(s)表征了系統(tǒng)控制信號(hào)的采樣保持，該環(huán)節(jié)可以通過一個(gè)滯后環(huán)節(jié)表示，即

傳遞函數(shù)gvsc(s)表征了功率變換器脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)時(shí)間延時(shí)，該環(huán)節(jié)為一階慣性環(huán)節(jié)，即

傳遞函數(shù)gl(s)表征了永磁同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，該環(huán)節(jié)為一階慣性環(huán)節(jié)，即

l為永磁同步發(fā)電機(jī)定子等效電感；r為永磁同步發(fā)電機(jī)定子等效電阻。

下面討論控制延時(shí)因子計(jì)算及其影響分析。為實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)變流系統(tǒng)進(jìn)行離散化，同時(shí)信號(hào)采樣保持和與傳輸將導(dǎo)致一拍計(jì)算延時(shí)滯后，并且脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)波形占空比更新亦帶來(lái)半拍延時(shí)引起半拍的相位延遲。由泰勒級(jí)數(shù)(taylor)展開對(duì)上述一階小慣性環(huán)節(jié)進(jìn)行近似逼近：

其中，∑ti為等效延時(shí)因子，kd為等效增益系數(shù)，ts為采樣周期，td為采樣保持延時(shí)時(shí)間，kd為采樣保持延時(shí)系數(shù)，tpwm為脈寬調(diào)制延時(shí)時(shí)間，kpwm為脈寬調(diào)制延時(shí)系數(shù)；e為自然底數(shù)；s為復(fù)頻域因子；l為永磁同步發(fā)電機(jī)定子等效電感；r為永磁同步發(fā)電機(jī)定子等效電阻?；诖?，信號(hào)采樣和脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)等效延時(shí)因子∑ti為采樣周期ts的1.5倍，它的取值對(duì)電流內(nèi)環(huán)產(chǎn)生較大影響。

另外，為了進(jìn)一步驗(yàn)證所述方法和理論的正確性，可以按照?qǐng)D1a所示主電路拓?fù)浯罱ㄔ龀唐靼l(fā)電系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)，以進(jìn)行仿真測(cè)試。

圖1c為系統(tǒng)有功功率分量p、無(wú)功功率分量q的仿真結(jié)果。由圖1c可以看出，隨著給定的跳變，功率輸出能夠快速跟蹤且無(wú)明顯波動(dòng)，這表明快速的電流內(nèi)環(huán)對(duì)瞬時(shí)功率的控制提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

圖1d為系統(tǒng)有功功率分量p、無(wú)功功率分量q的實(shí)測(cè)值。通過比較圖1c與圖1d可以看出，圖1d所示的系統(tǒng)有功功率分量p、無(wú)功功率分量q的實(shí)測(cè)值與圖1c所示的仿真結(jié)果幾乎吻合，進(jìn)一步表明快速的電流內(nèi)環(huán)控制提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)輸出電流的快速零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤，這得益于電流內(nèi)環(huán)對(duì)輸入電流的直接控制，以及mfpr控制器在不同諧振頻率下的高增益跟蹤。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例中，通過在αβ靜止坐標(biāo)系下電流內(nèi)環(huán)引入mfpr多比例諧振控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)增程式發(fā)電系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的輸出電流/功率的直接調(diào)節(jié)，即依據(jù)需求功率的大小多段式功率局部跟隨，自動(dòng)切換穩(wěn)定工作點(diǎn)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而通過電流內(nèi)環(huán)控制，進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，可簡(jiǎn)化控制過程的坐標(biāo)變換，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行性能和對(duì)參數(shù)變化的魯棒性，具有較好的實(shí)時(shí)跟蹤效果。且通過使發(fā)動(dòng)機(jī)圍繞最低燃油消耗曲線運(yùn)行，同時(shí)發(fā)電機(jī)也持續(xù)運(yùn)行在高效區(qū)內(nèi)，有效提高了增程器的發(fā)電效率，減少了整車的燃油消耗。

本實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車增程器控制方法，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制方法的流程圖。

如圖2所示，電動(dòng)汽車增程器控制方法中，可以包括以下步驟：

步驟201，根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值。

步驟202，依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，根據(jù)所述増程器的工作特性曲線，確定所述増程器當(dāng)前的運(yùn)行工況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)工作區(qū)域。

步驟203，根據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，確定所述増程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值。

步驟204，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作在在所述轉(zhuǎn)速值上，并調(diào)節(jié)所述増程器中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以使所述増程器實(shí)際輸出的功率值跟隨所述當(dāng)前的功率需求值變化。

步驟205，根據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，確定所述増程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值。

步驟206，獲取所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的實(shí)際電流值。

步驟207，根據(jù)所述電流需求值及實(shí)際電流值，采用多頻率比例諧振控制器，確定所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的電壓需求值。

步驟208，基于空間矢量調(diào)制策略，確定功率變換器中各功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

步驟209，基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述各功率開關(guān)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

其中，步驟201-步驟209的具體實(shí)現(xiàn)過程及原理，可以參照上述實(shí)施例中步驟101-步驟104的詳細(xì)描述，此處不再贅述。

本實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車增程器控制方法，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過基于mfpr控制策略，在兩相靜止坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)對(duì)不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)電機(jī)輸出電流進(jìn)行快速無(wú)靜差跟蹤，簡(jiǎn)化了控制過程的坐標(biāo)變換，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性，且通過使發(fā)動(dòng)機(jī)圍繞最低燃油消耗曲線運(yùn)行，同時(shí)發(fā)電機(jī)也持續(xù)運(yùn)行在高效區(qū)內(nèi)，提高了系統(tǒng)發(fā)電效率，減少了整車的燃油消耗。

基于上述實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例還提出一種電動(dòng)汽車增程器控制裝置。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。

如圖3所示，該電動(dòng)汽車增程器控制裝置，該裝置包括：

第一確定模塊31，用于根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值；

第一控制模塊32，用于依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制；

第二確定模塊33，用于根據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，確定所述増程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值；

第二控制模塊34，用于依據(jù)所述電流需求值，對(duì)所述増程器的工作電流進(jìn)行控制。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置，可以執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制方法，該電動(dòng)汽車增程器控制裝置可以被配置在任意電動(dòng)汽車中，以對(duì)電動(dòng)汽車的增程器進(jìn)行控制。

需要說(shuō)明的是，上述對(duì)電動(dòng)汽車增程器控制方法實(shí)施例的說(shuō)明，也適用于本實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置，此處不再贅述。

本實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車增程器控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。

如圖4所示，在圖3所示的電動(dòng)汽車增程器控制裝置中：

第一控制模塊32，可以包括：

確定單元321，用于依據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，根據(jù)所述増程器的工作特性曲線，確定所述増程器當(dāng)前的運(yùn)行工況下對(duì)應(yīng)的目標(biāo)工作區(qū)域；

第二控制單元322，用于在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)，對(duì)所述増程器的輸出功率進(jìn)行控制。

第二控制模塊34，可以包括：

第一控制單元341，用于依據(jù)所述電流需求值，采用多頻率比例諧振控制器，對(duì)所述増程器中的發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的工作電流進(jìn)行分段控制。

具體的，第二控制單元322，具體用于：

根據(jù)所述當(dāng)前的功率需求值，確定所述増程器中的發(fā)動(dòng)機(jī)在所述目標(biāo)工作區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速值；

控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作在在所述轉(zhuǎn)速值上，并調(diào)節(jié)所述増程器中發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以使所述増程器實(shí)際輸出的功率值跟隨所述當(dāng)前的功率需求值變化。

第一控制單元341，具體用于：

獲取所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的實(shí)際電流值；

根據(jù)所述電流需求值及實(shí)際電流值，采用多頻率比例諧振控制器，確定所述發(fā)電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的電壓需求值；

基于空間矢量調(diào)制策略，確定功率變換器中各功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述各功率開關(guān)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

需要說(shuō)明的是，上述對(duì)電動(dòng)汽車增程器控制方法實(shí)施例的說(shuō)明，也適用于本實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置，此處不再贅述。

本實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車增程器控制裝置，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例還提出了一種電動(dòng)汽車，包括如上述實(shí)施例所述的電動(dòng)汽車增程器控制裝置。

本實(shí)施例提供的電動(dòng)汽車，首先根據(jù)電動(dòng)汽車當(dāng)前的運(yùn)行工況，確定當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，然后依據(jù)當(dāng)前的功率需求值及實(shí)際功率值，對(duì)增程器的輸出功率進(jìn)行控制，再根據(jù)當(dāng)前的需求功率值及實(shí)際功率值，確定增程器在靜止坐標(biāo)系下的電流需求值，最后根據(jù)電流需求值，對(duì)增程器的工作電流進(jìn)行控制。由此，通過對(duì)增程器的輸出功率以及工作電流的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性和實(shí)時(shí)跟蹤效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)良好的動(dòng)、靜態(tài)特性。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明再一方面實(shí)施例還提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面所述的電動(dòng)汽車增程器控制方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明又一方面實(shí)施例提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中的指令處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行如第一方面所述的電動(dòng)汽車增程器控制方法。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)：具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(pga)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)等。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。