电动汽车用双转子电机的控制方法和相关行星齿轮无级变速系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车用双转子电机的内转子、外转子的目标转矩控制方法，根据加速踏板开度、行星齿轮的耦合特性、齿圈与太阳轮的齿数比，内转子、外转子的转速—转矩特性、以及内转子、外转子的当时转速，来确定所述内转子和所述外转子的目标转矩，保证所述内转子、所述外转子的输出转矩同时满足所述行星齿轮的转矩耦合特性和电机转速—转矩特性，并且对于车辆的不同驱动模式均适用。还涉及相关控制方法、最佳动力性转速控制方法、整车控制方法、电驱动控制方法。本发明专利技术的电动汽车用双转子电机的控制方法实现了行星齿轮的良好匹配，避免了电机输出功率浪费和由于内转子、外转子输出转矩的不匹配而产生的整车抖动现象，提高了驾乘舒适度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纯电动车辆驱动系统的控制方法
，特别涉及电动汽车驱动电机的控制方法
，具体是指一种。
技术介绍
中国专利申请《电动汽车用双转子电机及相关行星齿轮无级变速系统和控制方法》(以下统称“专利申请I”)(CN201010283847.7)，充分发挥电机调速范围宽的优点，利用行星齿轮机构的拓扑结构和耦合特性，提出了一种结构简单、设计巧妙，具有无级变速、高传动效率的电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速动力总成技术方案。该方案包括一种电动汽车用双转子电机以及一种双转子电机行星齿轮无级变速系统控制方法。可以说，该专利所提出的方案，不管在双转子电机结构设计上，还是双转子电机行星齿轮无级变速系统的控制方法上，都是构思新颖而巧妙的，它从原理上实现了电动汽车驱动电机始终运行在最佳经济性转速下，使电动汽车具有更高的传动效率，且能够无级变速。但是，这个方案仍然存在一定缺陷和局限，特别是电驱动控制方面还有很多有待改进和突破。在双转子电机结构设计方面，输出轴套设在电机内部，这一设计将使电机结构过于复杂、体积变大，并且增加了动力总成在整车上的布置难度，特别是当动力总成带有主减速器的情况。所以，需要提出一种设计更加简单、合理、可靠的双转子电机及其动力总成的结构和布置方案。 在双转子电机行星齿轮无级变速系统控制方法方面，由于受到电机转速一转矩特性(在零转速至额定转速范围内，电动机产生恒定转矩；当转速超过额定转速后，转矩随转速呈双曲线下降)以及行星齿轮机构耦合特性的限制，该种控制方式将使动力系统的可输出功率低于电机实际可输出的最大功率。这样，不仅造成电机设计功率的浪费，车辆动力性不足，并且可能由于内外转子输出功率的不匹配，导致车辆产生抖动等现象。另外，到目前为止，还没有一种成熟的电机控制算法，能够对单独的一台电机，实现真正意义上的转速和转矩双闭环控制，使得电机同时满足车辆控制器给出的转矩和转速双重指令。为此，有必要基于上述双转子电机行星齿轮无级变速系统，根据双转子电机的转速一转矩特性和行星齿轮机构的耦合特性，提出一种更加简单、可行、具体和优化的双转子电机控制方法和电驱动控制系统和策略，使车辆动力性和经济性均能满足驾驶员要求。综上所述，期望以专利申请I的研究成果为起点，提出一种更加简单、合理、可靠的电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速电驱动控制系统，以及一套与之对应的电动汽车用双转子电机无级变速电驱动控制策略，具体包括目标转矩控制算法、最佳动力性转速控制算法、双转子电机控制方法，整车和电驱动控制策略等。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种，该电动汽车用双转子电机的控制方法实现了行星齿轮的良好匹配，避免了电机输出功率浪费和由于内转子、外转子输出转矩的不匹配而产生的整车抖动现象，提高了驾乘舒适度，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，提供了一种电动汽车用双转子电机的内转子、外转子的目标转矩控制方法，其特点是，所述电动汽车用双转子电机包括电机壳体、内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件，所述内转子、所述外转子、所述内定子、所述外定子和所述定子间隔支承件均位于所述电机壳体内，所述外定子和所述内定子位于所述外转子和所述内转子之间且所述内定子位于所述外定子中，所述定子间隔支承件位于所述外定子和所述内定子之间并分别固接所述外定子和所述内定子，所述定子间隔支承件的后端固接所述电机壳体的后端，所述外转子的后端可转动支承在所述的定子间隔支承件的后端上，所述外转子的前端可转动支承在所述定子间隔支承件的前端和所述电机壳体的前端之间，所述内转子位于所述内定子中并分别可转动支承所述的定子间隔支承件的后端和所述的定子间隔支承件的前端，且所述内转子穿设所述的电机壳体的前端，所述外转子与行星齿轮的齿圈、行星架和太阳轮中的任一部件连接，所述内转子与所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的另一部件连接，所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的第三部件作为输出轴；所述的电动汽车用双转子电 机的内转子、外转子的目标转矩控制方法根据加速踏板开度、行星齿轮的耦合特性、齿圈与太阳轮的齿数比，内转子、外转子的转速一转矩特性、以及内转子、外转子的当时转速，来确定所述内转子和所述外转子的目标转矩，保证所述内转子、所述外转子的输出转矩同时满足所述行星齿轮的转矩耦合特性和电机转速一转矩特性，并且对于车辆的不同驱动模式均适用，其具体计算方法如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车用双转子电机的内转子、外转子的目标转矩控制方法，其特征在于，所述电动汽车用双转子电机包括电机壳体、内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件，所述内转子、所述外转子、所述内定子、所述外定子和所述定子间隔支承件均位于所述电机壳体内，所述外定子和所述内定子位于所述外转子和所述内转子之间且所述内定子位于所述外定子中，所述定子间隔支承件位于所述外定子和所述内定子之间并分别固接所述外定子和所述内定子，所述定子间隔支承件的后端固接所述电机壳体的后端，所述外转子的后端可转动支承在所述的定子间隔支承件的后端上，所述外转子的前端可转动支承在所述定子间隔支承件的前端和所述电机壳体的前端之间，所述内转子位于所述内定子中并分别可转动支承所述的定子间隔支承件的后端和所述的定子间隔支承件的前端，且所述内转子穿设所述的电机壳体的前端，所述外转子与行星齿轮的齿圈、行星架和太阳轮中的任一部件连接，所述内转子与所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的另一部件连接，所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的第三部件作为输出轴；所述的电动汽车用双转子电机的内转子、外转子的目标转矩控制方法根据加速踏板开度、行星齿轮的耦合特性、齿圈与太阳轮的齿数比，内转子、外转子的转速—转矩特性、以及内转子、外转子的当时转速，来确定所述内转子和所述外转子的目标转矩，保证所述内转子、所述外转子的输出转矩同时满足所述行星齿轮的转矩耦合特性和电机转速—转矩特性，并且对于车辆的不同驱动模式均适用，其具体计算方法为：Tref_m1=αf1(ig)min[|f1(ig)T1max(ω1),f2(ig)T2max(ω2)|];Tref_m2=αf2(ig)min[|f1(ig)T1max(ω1),f2(ig)T2max(ω2)|];其中，α为加速/制动踏板开度，且牵引时为正，制动时为负；Tref_m1是所述内转子的目标转矩；Tref_m2是所述外转子的目标转矩；T1max、T2max分别为内转子、外转子当时转速下可输出的最大转矩；ω1、ω2为内转子、外转子的当时转速；ig为行星齿轮的齿圈与太阳轮的齿数比；f1(ig)、f2(ig)分别为行星齿轮机构上，输出轴与内转子、外转子直接相连的部件间，满足转矩耦合特性的转矩比值。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用双转子电机的内转子、外转子的目标转矩控制方法，其特征在于，所述电动汽车用双转子电机包括电机壳体、内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件，所述内转子、所述外转子、所述内定子、所述外定子和所述定子间隔支承件均位于所述电机壳体内，所述外定子和所述内定子位于所述外转子和所述内转子之间且所述内定子位于所述外定子中，所述定子间隔支承件位于所述外定子和所述内定子之间并分别固接所述外定子和所述内定子，所述定子间隔支承件的后端固接所述电机壳体的后端，所述外转子的后端可转动支承在所述的定子间隔支承件的后端上，所述外转子的前端可转动支承在所述定子间隔支承件的前端和所述电机壳体的前端之间，所述内转子位于所述内定子中并分别可转动支承所述的定子间隔支承件的后端和所述的定子间隔支承件的前端，且所述内转子穿设所述的电机壳体的前端，所述外转子与行星齿轮的齿圈、行星架和太阳轮中的任一部件连接，所述内转子与所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的另一部件连接，所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的第三部件作为输出轴； 所述的电动汽车用双转子电机的内转子、外转子的目标转矩控制方法根据加速踏板开度、行星齿轮的耦合特性、齿圈与太阳轮的齿数比，内转子、外转子的转速一转矩特性、以及内转子、外转子的当时转速，来确定所述内转子和所述外转子的目标转矩，保证所述内转子、所述外转子的输出转矩同时满足所述行星齿轮的转矩耦合特性和电机转速一转矩特性，并且对于车辆的不同驱动模式均适用，其具体计算方法为:2.一种电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速电驱动控制系统的最佳动力性转速控制方法，其特征在于，所述电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速系统包括电动汽车用双转子电机和行星齿轮，所述电动汽车用双转子电机包括电机壳体、内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件，所述内转子、所述外转子、所述内定子、所述外定子和所述定子间隔支承件均位于所述电机壳体内，所述外定子和所述内定子位于所述外转子和所述内转子之间且所述内定子位于所述外定子中，所述定子间隔支承件位于所述外定子和所述内定子之间并分别固接所述外定子和所述内定子，所述定子间隔支承件的后端固接所述电机壳体的后端，所述外转子的后端可转动支承在所述的定子间隔支承件的后端上，所述外转子的前端可转动支承在所述定子间隔支承件的前端和所述电机壳体的前端之间，所述内转子位于所述内定子中并分别可转动支承所述的定子间隔支承件的后端和所述的定子间隔支承件的前端，且所述内转子穿设所述的电机壳体的前端，所述外转子与所述行星齿轮的齿圈、行星架和太阳轮中的任一部件连接，所述内转子与所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的另一部件连接，所述齿圈、所述行星架和所述太阳轮中的第三部件作为输出轴；所述的电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速电驱动控制系统的最佳动力性转速控制方法根据输出轴当前转速，实时计算出所述内转子和所述外转子的最佳动力性转速，保证输出轴在当前车速下可输出转矩最大，并且满足行星齿轮的耦合特性、所述内转子、夕卜转子的转速一转矩特性，其具体计算方法为: 当所述输出轴的转速|ω3|≤Wbl时，所述内转子、外转子工作在其恒转矩区内，此时，由以下公式计得内转子、外转子的最佳经济性转速ωΜ π1和ωΜ π2:3.一种电动汽车用双转子电机的控制方法，其特征在于，所述电动汽车用双转子电机包括电机壳体、内转子、外转子、内定子、外定子和定子间隔支承件，所述内转子、所述外转子、所述内定子、所述外定子和所述定子间隔支承件均位于所述电机壳体内，所述外定子和所述内定子位于所述外转子和所述内转子之间且所述内定子位于所述外定子中，所述定子间隔支承件位于所述外定子和所述内定子之间并分别固接所述外定子和所述内定子，所述定子间隔支承件的后端固接所述电机壳体的后端，所述外转子的后端可转动支承在所述的定子间隔支承件的后端上，所述外转子的前端可转动支承在所述定子间隔支承件的前端和所述电机壳体的前端之间，所述内转子位于所述内定子中并分别可转动支承所述的定子间隔支承件的后端和所述的定子间隔支承件的前端，且所述内转子穿设所述的电机壳体的前端; 所述的电动汽车用双转子电机的控制方法包括以下步骤:所述电动汽车用双转子电机的其中一个转子采用转矩模式控制，另一个转子采用转速模式控制。4.根据权利要求3所述的电动汽车用双转子电机的控制方法，其特征在于，内转子采用转矩模式控制，外转子采用转速模式控制。5.根据权利要求3所述的电动汽车用双转子电机的控制方法，其特征在于，内转子采用转速模式控制，外转子采用转矩模式控制。6.一种电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速系统的整车控制方法，其特征在于，整车控制器分别信号连接加速踏板信号检测装置、制动踏板信号检测装置、电机控制器、夕卜转子转速信号检测装置、内转子转速信号检测装置和车速信号检测装置，电动汽车用双转子电机行星齿轮无级变速系统包括电动汽车用双转子电机和行星齿轮，所述电动汽车用双转子电机包括电机壳体、内转子、外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新文，袁一卿，顾凌云，何祥延，
申请(专利权)人：上海中科深江电动车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：