一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质

摘要

本发明公开了一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质，通过初始化设定整车的正常载频范围，监控整车的运行载频、转矩需求和功率模块结温；若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温进行降额处理；优先降载频，保证运行舒适性，降低结温波动，再基于结温降额，保护驱动器安全。

权利要求

1.一种电动汽车运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：初始化设定整车的正常载频范围；

监控整车的运行载频和转矩需求；

若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；

监控整车的功率模块结温T；

若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温T进行降额处理；

所述基于功率模块结温T进行降额处理，包括：若功率模块结温T不大于温度T1，不进行降额；

若功率模块结温T大于温度T1且不大于温度T2，输出电流从当前输出状态下以10％的幅度进行降额，直至输出电流降低至额定电流；若当前输出电流为额定电流则维持当前输出电流；

若功率模块结温T大于温度T2且不大于温度T3，输出电流从当前输出状态下以20％的幅度进行降额，直至输出电流降低至零；

若功率模块结温T大于温度T3，进行过温报警，停止输出；

其中温度TI<温度T2<温度T3。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车运行控制方法，其特征在于，所述整车的正常载频范围为2kHz-12kHz。

3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车运行控制方法，其特征在于，所述降低整车的运行载频，根据电机和减速器的谐振点降低运行载频，且运行载频的载波比大于10。

4.一种电动汽车运行控制装置，其特征在于，包括MCU单元，所述MCU单元用于：初始化设定整车的正常载频范围；

监控整车的运行载频和转矩需求；

若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；

监控整车的功率模块结温T；

若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温T进行降额处理；

所述MCU单元基于功率模块结温T进行降额处理，包括：若功率模块结温T不大于温度T1，不进行降额；

若功率模块结温T大于温度T1且不大于温度T2，输出电流从当前输出状态下以10％的幅度进行降额，直至输出电流降低至额定电流；若当前输出电流为额定电流则维持当前输出电流；

若功率模块结温T大于温度T2且不大于温度T3，输出电流从当前输出状态下以20％的幅度进行降额，直至输出电流降低至零；

若功率模块结温T大于温度T3，进行过温报警，停止输出；

其中温度TI<温度T2<温度T3。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车运行控制装置，其特征在于，所述MCU单元初始化设定整车的正常载频范围为2kHz-12kHz。

6.根据权利要求4或5所述的一种电动汽车运行控制装置，其特征在于，所述MCU单元降低整车的运行载频，根据电机和减速器的谐振点降低运行载频，且运行载频的载波比大于

10。

7.一种电动汽车控制器，其特征在于，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如权利要求1-3任一项所述的一种电动汽车运行控制方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-3任一项所述的一种电动汽车运行控制方法。

说明书

一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电动汽车领域，特别是一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质。

背景技术

[0002] 新能源电动汽车在坡道起步、平地驻车起步、加速起步、弹射起步、台阶路等工况下，其整车驱动电机存在堵转运行或低速持续大扭矩运行工况，导致驱动器的核心器件功率开关模块IGBT局部发热严重且结温波动大，存在过热损坏及降低使用寿命的风险，影响整车的安全运行。目前的运行控制策略均无法兼顾电动汽车的运行舒适性、整车输出动力性和对功率开关模块的保护性。

发明内容

[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质，依据整车的运行载频和转矩需求，综合功率模块结温，优先降载频，保证运行舒适性，降低结温波动，再基于功率模块结温降额，保护驱动器安全。

[0004] 本发明解决其问题所采用的技术方案是：

[0005] 第一方面，本发明提供了一种电动汽车运行控制方法，包括以下步骤：

[0006] 初始化设定整车的正常载频范围；

[0007] 监控整车的运行载频和转矩需求；

[0008] 若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；

[0009] 监控整车的功率模块结温T；

[0010] 若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温T进行降额处理。

[0011] 进一步，所述整车的正常载频范围为2kHz－12kHz。

[0012] 进一步，所述降低整车的运行载频，根据电机和减速器的谐振点降低运行载频，且运行载频的载波比大于10。

[0013] 进一步，所述基于功率模块结温T进行降额处理，包括：

[0014] 若功率模块结温T不大于温度T1，不进行降额；

[0015] 若功率模块结温T大于温度T1且不大于温度T2，输出电流从当前输出状态下以10％的幅度进行降额，直至输出电流降低至额定电流；若当前输出电流为额定电流则维持当前输出电流；

[0016] 若功率模块结温T大于温度T2且不大于温度T3，输出电流从当前输出状态下以20％的幅度进行降额，直至输出电流降低至零；

[0017] 若功率模块结温T大于温度T3，进行过温报警，停止输出；

[0018] 其中温度TI＜温度T2＜温度T3。

[0019] 第二方面，本发明提供了一种电动汽车运行控制装置，包括MCU单元，所述MCU单元用于：

[0020] 初始化设定整车的正常载频范围；

[0021] 监控整车的运行载频和转矩需求；

[0022] 若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；

[0023] 监控整车的功率模块结温T；

[0024] 若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温T进行降额处理。

[0025] 进一步，所述MCU单元初始化设定整车的正常载频范围为2kHz－12kHz。

[0026] 进一步，所述MCU单元降低整车的运行载频，根据电机和减速器的谐振点降低运行载频，且运行载频的载波比大于10。

[0027] 进一步，所述MCU单元基于功率模块结温T进行降额处理，包括：

[0028] 若功率模块结温T不大于温度T1，不进行降额；

[0029] 若功率模块结温T大于温度T1且不大于温度T2，输出电流从当前输出状态下以10％的幅度进行降额，直至输出电流降低至额定电流；若当前输出电流为额定电流则维持当前输出电流；

[0030] 若功率模块结温T大于温度T2且不大于温度T3，输出电流从当前输出状态下以20％的幅度进行降额，直至输出电流降低至零；

[0031] 若功率模块结温T大于温度T3，进行过温报警，停止输出；

[0032] 其中温度TI＜温度T2＜温度T3。

[0033] 第三方面，本发明提供了一种电动汽车控制器，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上所述的一种电动汽车运行控制方法。

[0034] 第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上所述的一种电动汽车运行控制方法。

[0035] 第五方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使计算机执行如上所述的一种电动汽车运行控制方法。

[0036] 本发明实施例提供的一个或者多个实施例，至少具有如下有益效果：依据整车的运行载频和转矩需求，综合运行载频和功率模块结温T，优先降载频，保证运行舒适性，降低结温波动，再基于结温降额，保护驱动器安全。

附图说明

[0037] 下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

[0038] 图1是电动汽车的驱动器与整车系统的系统图；

[0039] 图2是本发明实施例一提供的一种电动汽车运行控制方法的流程图；

[0040] 图3是本发明实施例三提供的一种电动汽车控制器的结构示意图。

具体实施方式

[0041] 根据发明人了解到的情况，新能源电动汽车在坡道起步、平地驻车起步、加速起步、弹射起步、台阶路等工况下，其整车驱动电机存在堵转运行或低速持续大扭矩运行工况，导致驱动器的核心器件功率开关模块IGBT局部发热严重且结温波动大，存在过热损坏及降低使用寿命的风险，影响整车的安全运行。目前处理方式有几下几种：

[0042] 一是在电动汽车处于坡道加速或堵转时，根据电机转速调整IGBT的载频，降低IGBT的损耗，减小IGBT损坏的几率，提高了汽车行驶的安全性。但是该方法单一基于运行频率降低功率器件开关频率，载频的降低导致控制谐波加大，增加电机的转矩波动，甚至引起整车抖动问题。

[0043] 二是在电动车坡道起步时，设定电机堵转的时间阀值，起步开始依据需求力矩增加电机响应力矩，当需求力矩大于电机允许的长时间堵转力矩，停止响应需求，保证驱动器安全。但是该方法单一依据特定工况下电机的堵转力矩能力，无法保证全工况下电机与电控的峰值能力，限制整车的动力性。

[0044] 三是在电动车坡道起步时，基于门限值的驱动系统保护方法，基于电机转速和需求力矩判定是否进入堵转，进入堵转后根据功率模块温度与其门限值关系确定相应的扭矩限制门限值，减慢电机和功率模块的温升，保护电机功率模块和电机本体。该方法基于转速及转矩需求定位堵转模式，进入堵转依据模块温度限制输出力矩，堵转及低速下功率模块单桥臂发热严重，单一基于温度判定限定，无法达到峰值转矩输出需求，限制整车动力性。

[0045] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车运行控制方法、装置、控制器和存储介质，依据整车的运行载频和转矩需求，综合功率模块结温，优先降载频，保证运行舒适性，降低结温波动，再基于功率模块结温降额，保护驱动器安全。

[0046] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0047] 需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0048] 图1是驱动器与整车系统的系统图，驱动器由低压蓄电池提供电源，与电池管理系统BMS及实现整车控制决策的核心电子控制单元VCU通讯，接受电池管理系统BMS和核心电子控制单元VCU的指令将高压动力电池的电能转换为可驱动电机的交流电，实现电机的控制调节，实现整车的加减速及能量回馈。为实现电动汽车运行控制方法，驱动器具备电机的转子位置和温度检测功能，实现运行频率的监控；驱动器具备输出电流检测功能，实现降功率调节；驱动器具备功率模块结温T的检测并能进行结温推算，实现对功率模块结温T的实时监控。

[0049] 参照图2，本发明的一个实施例提供一种电动汽车运行控制方法，包括以下步骤：

[0050] S1：初始化设定整车的正常载频范围；

[0051] S2：监控整车的运行载频和转矩需求；

[0052] S3：若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；若运行载频降低到正常载频范围的最低值，则不再降低；

[0053] S4：监控整车的功率模块结温T；

[0054] S5：若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温T进行降额处理。

[0055] 进一步，所述步骤S1中，所述整车的正常载频范围为2kHz－12kHz；所述步骤S3中，降低整车的运行载频时，基于整车NVH如电机和减速器特定的谐振点，运行载频直接关联运行频率，保证载波比大于10。若运行载频大于2kHz，允许优先降低运行载频，若运行载频等于2kHz，则不再降低运行载频。

[0056] 进一步，所述步骤S5中，基于功率模块结温T进行降额处理，包括：

[0057] 起步及低速运行，因为电机运行转速低，对驱动电机需求功率不大，但输出转矩要求从零到两倍的额定转矩，依据输出电流的控制可实现电机输出转矩从零到两倍额度额定转矩的调节范围。基于功率模块的内部温度检测并根据当前的运行状态实时推算功率模块当前的结温状态，功率模块结温T作为降额的依据，降额即为降输出电流，设定三挡功率模块结温等级，其中第一档对应温度T1，第二档对应温度T2，第三档对应温度T3，温度TI＜温度T2＜温度T3，

[0058] 若功率模块结温T不大于温度T1，功率模块可正常全性能运行，不进行降额；

[0059] 若功率模块结温T大于温度T1且不大于温度T2，进行限制性降额，输出电流从当前输出状态下以10％的幅度进行降额，直至输出电流降低至额定电流；若当前输出电流为额定电流则维持当前输出电流；

[0060] 若功率模块结温T大于温度T2且不大于温度T3，进行快速性降额，输出电流从当前输出状态下以20％的幅度进行降额，直至输出电流降低至零；

[0061] 若功率模块结温T大于温度T3，进行过温报警，停止输出。

[0062] 另外，降额过程中，若温度随之降低，为了防止过程反复，在T1至T2温度范围内设置10℃的滞环恢复范围，在T2至T3温度范围内设置2010℃的滞环恢复范围。

[0063] 在本实施例中，通过控制载波比和NVH需求下，低速或者堵转情况下，优先降载频，降低功率模块结温波动，发挥最大输出能力，保护策略及时性更强；异常极端工况下起步，如散热器损坏时起步，同时响应降载频和基于功率模块结温T降功率，发挥最大能力下保护电机和电控系统；运行工况无需判断，仅关联运行载频和功率模块结温T，各模式平滑切换。

[0064] 本发明的另一个实施例提供一种电动汽车运行控制装置，包括MCU单元，所述MCU单元用于：

[0065] 初始化设定整车的正常载频范围；

[0066] 监控整车的运行载频和转矩需求；

[0067] 若运行载频大于正常载频范围的最低值，降低整车的运行载频；

[0068] 监控整车的功率模块结温T；

[0069] 若整车的转矩需求增大且运行载频不大于正常载频范围的最低值，基于功率模块结温T进行降额处理。

[0070] 进一步，所述MCU单元初始化设定整车的正常载频范围为2kHz－12kHz。

[0071] 进一步，所述MCU单元降低整车的运行载频，根据电机和减速器的谐振点降低运行载频，且运行载频的载波比大于10。

[0072] 进一步，所述MCU单元基于功率模块结温T进行降额处理，包括：

[0073] 功率模块结温T作为降额的依据，降额即为降输出电流，设定三挡功率模块结温等级，其中第一档对应温度T1，第二档对应温度T2，第三档对应温度T3，温度TI＜温度T2＜温度T3，

[0074] 若功率模块结温T不大于温度T1，功率模块可正常全性能运行，不进行降额；

[0075] 若功率模块结温T大于温度T1且不大于温度T2，进行限制性降额，输出电流从当前输出状态下以10％的幅度进行降额，直至输出电流降低至额定电流；若当前输出电流为额定电流则维持当前输出电流；

[0076] 若功率模块结温T大于温度T2且不大于温度T3，进行快速性降额，输出电流从当前输出状态下以20％的幅度进行降额，直至输出电流降低至零；

[0077] 若功率模块结温T大于温度T3，进行过温报警，停止输出。

[0078] 需要说明的是，由于本实施例中的电动汽车运行控制装置与上述的电动汽车运行控制方法基于相同的发明构思，因此，方法实施例中的相应内容同样适用于本装置实施例，此处不再详述。

[0079] 参照图3，本发明的另一个实施例还提供了一种电动汽车控制器，包括至少一个控制处理器100和用于与所述至少一个控制处理器100通信连接的存储器200；所述存储器200存储有可被所述至少一个控制处理器100执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器100执行，以使所述至少一个控制处理器100能够执行如上所述的一种电动汽车运行控制方法。

[0080] 存储器200作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电动汽车运行控制方法对应的程序指令/模块。控制处理器100通过运行存储在存储器200中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行电动汽车运行控制装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的电动汽车运行控制方法。

[0081] 存储器200可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电动汽车运行控制装置的使用所创建的数据等。此外，存储器200可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器200可选包括相对于控制处理器100远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该电动汽车控制器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

[0082] 所述一个或者多个模块存储在所述存储器200中，当被所述一个或者多个控制处理器100执行时，执行上述方法实施例中的电动汽车运行控制方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S1至S5，实现MCU单元的功能。

[0083] 本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图3中的一个控制处理器100执行，可使得上述一个或多个控制处理器100执行上述方法实施例中的电动汽车运行控制方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤S1至S5，实现MCU单元的功能。

[0084] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

[0085] 通过以上的实施方式的描述，本领域技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ReadOnly Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

[0086] 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。