基于效率优化的混合动力系统中双电机扭矩分配控制方法

摘要

本发明涉及基于效率优化的混合动力系统中双电机扭矩分配控制方法，该混动系统支持双电机(TM电机和ISG电机)同时参与驱动工作与发电工作，它包括步骤：提供TM电机和ISG电机在全工况下进行驱动及发电的全工况效率图；计算双电机之间驱动扭矩的最优化分配及发电扭矩的最优化分配；将在不同转速下得到的Rate_Mot和Rate_Gen分别与转速、分配给TM电机和ISG电机的扭矩T相关联，以获得离线计算表格；在双电机之间进行扭矩分配。采用本发明方法能在双电机之间合理、高效地分配扭矩，充分发挥它们各自的性能优势，显著提升系统工作效率，降低车辆能耗成本，从而有助于节能环保目标的实现。

主权项

一种基于效率优化的混合动力系统中双电机扭矩分配控制方法，所述双电机包括TM电机和ISG电机，并且所述混合动力系统支持所述双电机同时参与驱动工作与发电工作，其特征在于，它包括以下步骤：A.提供TM电机和ISG电机在全工况下进行驱动工作和发电工作的全工况效率图，其中所述全工况是指在由TM电机和ISG电机的最大工作转速范围以及它们的最大驱动扭矩、发电扭矩之和所组成的矩阵内所有的工况点，所述全工况包括驱动部分全工况和发电部分全工况，所述驱动部分全工况就是在转速为0到n_TM/ISG之间、驱动扭矩为0到T_{TM_max}+T_{ISG_max}之间的所有覆盖区域，所述发电部分全工况就是在转速为0到n_TM/ISG之间、发电扭矩为T_{TM_min}+T_{ISG_min}到0之间所覆盖的区域，n_TM/ISG是TM电机和ISG电机的最大工作转速，T_{TM_max}和T_{ISG_max}分别是TM电机和ISG电机的驱动最大峰值扭矩，T_{TM_min}和T_{ISG_min}分别是TM电机和ISG电机的发电最小峰值扭矩；B.计算TM电机和ISG电机之间驱动扭矩的最优化分配：由TM电机和ISG电机所实现的驱动总电机效率η_Mot0的计算式为：${\eta }_{Mot0}=\frac{T_{Mot0}}{\frac{T_{ISGMot0}}{{\eta }_{ISGMot0}}+\frac{T_{TMMot0}}{{\eta }_{TMMot0}}}$其中，T_ISGMot0和T_TMMot0是在TM电机和ISG电机的转速为n₀下分别分配给ISG电机和TM电机的驱动扭矩，二者之和等于总驱动扭矩T_Mot0；η_ISGMot0是根据转速n₀和驱动扭矩T_ISGMot0查询全工况效率图所得到的ISG电机的电机效率，η_TMMot0是根据转速n₀和驱动扭矩T_TMMot0查询全工况效率图所得到的TM电机的电机效率；采用穷举法，以在一转速下首先分配给TM电机的驱动扭矩为计算基准，并且按照步骤B中的以上计算式依次进行计算，通过比较计算得到的η_Mot1,…η_Mot(x‑1)的大小来从中确定出最大值并将其作为驱动总电机效率η_Mot0，则该最大值所对应的TM电机和ISG电机所分配的驱动扭矩即最优效率分配，定义此时分配给TM电机的驱动扭矩与总驱动扭矩的比值为Rate_Mot；其中，x为穷举计算的次数，η_Mot(x‑1)为第(x‑1)次计算获得的驱动总电机效率值；C.计算TM电机和ISG电机之间发电扭矩的最优化分配：由TM电机和ISG电机所实现的发电总电机效率η_Gen0的计算式为：${\eta }_{Gen0}=\frac{T_{Gen0}}{\frac{T_{ISGGen0}}{{\eta }_{ISGGen0}}+\frac{T_{TMGen0}}{{\eta }_{TMGen0}}}$其中，T_ISGGen0和T_TMGen0是在TM电机和ISG电机的转速为n₀下分别分配给ISG电机和TM电机的发电扭矩，二者之和等于总发电扭矩T_Gen0；η_ISGGen0是根据转速n₀和发电扭矩T_ISGGen0查询全工况效率图所得到的ISG电机的电机效率，η_TMGen0是根据转速n₀和发电扭矩T_TMGen0查询全工况效率图所得到的TM电机的电机效率；采用穷举法，以在一转速下首先分配给ISG电机的发电扭矩为计算基准，并且按照步骤C中的以上计算式依次进行计算，通过比较计算得到的η_Gen1,…η_Gen(x‑1)的大小来从中确定出最大值并将其作为发电总电机效率η_Gen0，则该最大值所对应的TM电机和ISG电机所分配的发电扭矩即最优效率分配，定义此时分配给ISG电机的发电扭矩与总发电扭矩的比值为Rate_Gen；其中，x为穷举计算的次数，η_Gen(x‑1)为第(x‑1)次计算获得的发电总电机效率值；D.将在不同转速下得到的Rate_Mot和Rate_Gen分别与这些转速、分配给TM电机和ISG电机的分配扭矩T相关联，以获得离线计算表格；以及E.在TM电机和ISG电机之间进行扭矩分配：在驱动工作时，以TM电机作为基准，根据分配扭矩T和所述离线计算表格先计算出分配给TM电机的扭矩T_{TM_pre}＝T×Rate_Mot，则分配给ISG电机的扭矩T_{ISG_pre}＝T‑T_{TM_pre}；在发电工作时，以ISG电机作为基准，根据分配扭矩T和所述离线计算表格先计算出分配给ISG电机的扭矩T_{ISG_pre}＝T×Rate_Gen，分配给TM电机的扭矩T_{TM_pre}＝T‑T_{ISG_pre}。