一种纯电动汽车能量错峰控制装置的制作方法

本发明属于电动汽车电机控制技术领域，涉及一种电动汽车能量错峰控制装置及其控制机理。

背景技术：

全球面临的环境和能源的压力日趋严峻，电动汽车、混合电动汽车等新能源汽车应运而生，尤其低速电动汽车发展很好。

目前现有的电动汽车存在的缺点是，电动汽车受汽车整车电量影响，安装空调会严重影响汽车的动力性，低速车一般都不安装空调，因此电动汽车内的环境极其恶劣，影响整车舒适性。即使安装空调的电动汽车，当动力电池的电量过低时，会导致压缩机工作功率受限甚至停止工作且严重影响动力性。

技术实现要素：

本发明为克服上述弊端，提供一种纯电动汽车能量错峰控制装置，将驱动电机和空调压缩机集中控制，能量合理分配，采用错峰控制技术，既保证了驱动电机加速的动力性，又兼顾了空调的错峰控制，提高了整车舒适性。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种纯电动汽车能量错峰控制装置，包括一中央控制单元和一逆变单元，中央控制单元包括一错峰控制模块、一矢量控制模块、一正弦波控制模块和两个svpwm，错峰控制模块同时与矢量控制模块和正弦波控制模块连接，而矢量控制模块和正弦波控制模块均连接有svpwm，分别为svpwm2和svpwm1；逆变单元包括一压缩机电机逆变器和一驱动电机逆变器，压缩机电机逆变器与svpwm1连接，驱动电机逆变器与svpwm2连接；

该错峰控制装置还包括作用在驱动电机逆变器上的acmotor(交流电动机)和作用在压缩机电机逆变器上的bldcmotor(无刷直流电动机)；

进一步地，压缩机电机逆变器和驱动电机逆变器为标准的三相逆变模块，且两者共用母线，能量可以直接交换，提高能量交换效率；

进一步地，错峰控制模块坚持驱动电机加速优先原则和回馈制动时压缩机优先原则，能够同时兼顾整车加速的动力性和整车舒适性；

本错峰控制装置，在错峰控制过程中，包括三个状态：

1.驱动电机待机状态：

驱动电机处于停止运转或者滑行状态；

此状态中央控制单元参数按照如下方式设置：

驱动电机目标转矩设定：taim＝0

压缩机逆变器转速设定：fcmd＝fadj·ksoc，其中ksoc为电池核电状态系数，范围0～1，fadj为温度调节器输出速度给定。

2.驱动电机发电状态：

驱动电机处于回馈状态；

此状态中央控制单元参数按照如下方式设置：

驱动电机目标转矩：taim＝treg；驱动电机处于发电状态，向压缩机电机逆变器提供能量，具体为：

其中f为电机运行频率，fmin为能量回馈起始工作频率，fmax为最大能量启动工作频率，treg_set为回馈力矩设定；

压缩机逆变器：fcmd＝fadj·kte·ksoc，

其中，tbldc为压缩机需求转矩，treg为驱动电机回馈力矩。

3.驱动电机电动状态：

驱动电机处于电动加速状态。

此状中央控制单元模式：

驱动电机目标转矩：taim＝tacc·ksoc，其中ksoc为电池核电状态系数，范围0～1。

压缩机逆变器：fcmd＝fadj·kte·ksoc，其中

100％对应电机额定转矩。

具体的，待机状态向电动状态转变为加速启动；发电状态与电动状态之间可以相互转变，发电状态向电动状态转变为加速需求，电动状态向发电状态转变为制动动作；发电状态向待机状态转变为停止待机。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本错峰控制装置将驱动电机和空调压缩机集中控制，能量合理分配，采用错峰控制技术，既保证了整车驱动加速的动力性，又兼顾空调压缩机的控制，调高了整车舒适性，具有很高市场价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明错峰能量转移示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

一种纯电动汽车能量错峰控制装置，如图1所示，中央控制单元中的错峰控制模块同时连接有正弦波控制模块和矢量控制模块，而正弦波控制模块和矢量控制模块均连接有svpwm(空间矢量脉宽调制)，分别为svpwm1和svpwm2；具体的，svpwm1与逆变单元中的压缩机电机逆变器连接，而svpwm2与逆变单元中的驱动电机逆变器连接。

上述错峰装置中，压缩机电机逆变器上连接有bldcmotor(无刷直流电动机)，驱动电机逆变器上连接有acmotor(交流电动机)，且压缩机电机逆变器和驱动电机逆变器为标准的三相逆变模块，且两者共用母线，能量可以直接交换，提高能量交换效率。

值得一提的是，本错峰装置的核心在于错峰控制模块的错峰工作机制，错峰控制模块坚持两个优先原则：1)驱动电机加速优先原则；2)回馈制动时压缩机优先原则，能够同时兼顾整车加速的动力性和整车舒适性。

本发明工作原理如下：

中央控制单元能够采集车辆的目标转矩、档位信息和温度信息，错峰控制模块对正弦波控制模块进行压缩机逆变器转速设定(fcmd)，从而作用压缩机电机逆变器，同时错峰控制模块对矢量控制模块进行目标转矩(te)控制，从而作用驱动电机逆变器。

如图2所示，错峰能量转移具体为三个状态的能量转移，具体的，三个状态为s1、s2和s3，其中，s1为驱动电机待机状态，s2为驱动电机制动回馈状态，s3为驱动电机电动状态。

上文提及的各个状态参数如下设置：

s1：驱动电机待机状态，即驱动电机处于停止运转或待机状态，此时，驱动电机目标转矩设定：taim＝0，压缩机逆变器转速设定：fcmd＝fadj·ksoc，其中，ksoc为电池核电状态系数，范围0～1；fadj为温度调节器输出速度给定；

s2：驱动电机制动回馈状态；此时，驱动电机目标转矩：taim＝treg。驱动电机处于发电状态，向压缩机逆变器提供能量；

其中f为电机运行频率，fmin为能量回馈起始工作频率，fmax为最大能量启动工作频率，treg_set为回馈力矩设定；

压缩机逆变器：fcmd＝fadj·kte·ksoc，其中，tbldc为压缩机需求转矩，treg为驱动电机回馈力矩；

s3：驱动电机电动状态，驱动电机处于电动加速状态；该状态控制器设定中，驱动电机目标转矩：taim＝tacc·ksoc，其中ksoc为电池核电状态系数，范围0～1；压缩机逆变器：fcmd＝fadj·kte·ksoc；

其中：而100％对应电机额定转矩；

值得注意的是，三个状态s1、s2与s3之间存在转变过程，s1向s3转变为加速启动；s2与s3之间可以相互转变，s2向s3转变为加速需求，s3向s2转变为制动动作；s2向s1转变为停止待机。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。