电动汽车的扭矩控制方法、系统、车辆控制器及电动汽车与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的扭矩控制方法、系统、车辆控制器及电动汽车。

背景技术：

动力电池的负载主要包含电机控制器(motercontrolunit，mcu)、空调压缩机、ptc(positivetemperaturecoefficient，热敏电阻)、dcdc，其中空调压缩机、ptc的功率是随着车内温度变化而变化的，为不确定因素；dcdc的功率与低压附件的开启情况有关，可通过实时监测dcdc的电压与电流计算得出；而mcu的功率与电机的转速、扭矩以及系统效率有关，因此目前的方案主要通过整车控制器(vehiclecontrolunit，vcu)限制电机当前转速下的输出扭矩，对mcu的功率进行限制，进而防止电池过放。

然而，根据电池的特性得知，电池的供给电压随着电池soc(stateofcharge，荷电状态)降低而降低，也就是说mcu不能够一直在额定电压下工作，当供给电压降低时，电机系统效率会降低，若仍以mcu在额定电压下工作时的效率计算，则不能准确对请求扭矩进行限制，导致mcu实际工作功率大于mcu最大允许放电功率，出现电池过流现象，从而影响电池的使用寿命。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的扭矩控制方法，该方法能够有效防止电池soc较低时出现的电池过放现象，提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车的扭矩控制系统。

本发明的第三个目的在于提出一个车辆控制器。

本发明的第四个目的在于提出一种电动汽车。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种电动汽车的扭矩控制方法，包括以下步骤：获取车辆当前的状态信息，所述车辆当前的状态信息至少包括：电池当前soc、电池当前温度、电池当前放电电流、电机当前最大允许输出扭矩；判断所述电池当前soc是否小于第一预设值；如果是，则根据所述电池当前soc与所述电池当前温度得到电池当前最大允许放电电流；根据所述电池当前放电电流和所述电池当前最大允许放电电流确定电机的最终输出扭矩限值，并根据所述最终输出扭矩限值对电机的输出扭矩进行限制。

根据本发明实施例的电动汽车的扭矩控制方法，通过电池当前soc与第一预设值进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的扭矩控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述根据所述电池当前放电电流和所述电池当前最大允许放电电流确定电机的最终输出扭矩限值，进一步包括：判断所述电池当前放电电流是否大于所述电池当前最大允许放电电流与第一预设比例的乘积，其中，所述第一预设比例小于1；如果是，则将所述电机当前最大允许输出扭矩与第二预设比例的乘积作为所述电机的最终输出扭矩限值，其中，所述第一预设比例大于所述第二预设比例。

在一些示例中，还包括：如果所述电池当前放电电流小于或等于所述电池当前最大允许放电电流与第一预设比例的乘积，则将所述电机当前最大允许输出扭矩继续作为所述电机的最终输出扭矩限值。

在一些示例中，通过查询预设的温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表得到所述电池当前最大允许放电电流，其中，所述温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表中包括电池soc、电池温度与电池最大允许放电电流之间的映射关系。

为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种电动汽车的扭矩控制系统，包括：获取模块，用于获取车辆当前的状态信息，所述车辆当前的状态信息至少包括：电池当前soc、电池当前温度、电池当前放电电流、电机当前最大允许输出扭矩；判断模块，用于判断所述电池当前soc是否小于第一预设值；计算模块，用于当所述电池当前soc小于所述第一预设值时，根据所述电池当前soc与所述电池当前温度得到电池当前最大允许放电电流；控制模块，用于根据所述电池当前放电电流和所述电池当前最大允许放电电流确定电机的最终输出扭矩限值，并根据所述最终输出扭矩限值对电机的输出扭矩进行限制。

根据本发明实施例的电动汽车的扭矩控制系统，通过电池当前soc与第一预设值进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

另外，根据本发明上述实施例的电动汽车的扭矩控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述控制模块用于判断所述电池当前放电电流是否大于所述电池当前最大允许放电电流与第一预设比例的乘积，并当所述电池当前放电电流大于所述电池当前最大允许放电电流与第一预设比例的乘积时，将所述电机当前最大允许输出扭矩与第二预设比例的乘积作为所述电机的最终输出扭矩限值，其中，所述第一预设比例小于1，所述第一预设比例大于所述第二预设比例。

在一些示例中，所述控制模块还用于当所述电池当前放电电流小于或等于所述电池当前最大允许放电电流与第一预设比例的乘积时，将所述电机当前最大允许输出扭矩继续作为所述电机的最终输出扭矩限值。

在一些示例中，通过查询预设的温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表得到所述电池当前最大允许放电电流，其中，所述温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表中包括电池soc、电池温度与电池最大允许放电电流之间的映射关系。

为了实现上述目的，本发明第三方面的实施例公开了一种车辆控制器，包括上述第二方面实施例所述的电动汽车的扭矩控制系统。

根据本发明实施例的车辆控制器，通过电池当前soc与第一预设值进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

为了实现上述目的，本发明第四方面的实施例公开了一种电动汽车，包括本发明上述第三方面实施例所述的车辆控制器。

根据本发明实施例的电动汽车，能够有效防止电池soc较低时出现的电池过放现象，提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的扭矩控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个具体实施例的电动汽车的扭矩控制方法的详细流程图；

图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的扭矩控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车的扭矩控制方法、系统、车辆控制器及电动汽车。

图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的扭矩控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤s1：获取车辆当前的状态信息，车辆当前的状态信息至少包括：电池当前soc、电池当前温度、电池当前放电电流(记作i)、电机当前最大允许输出扭矩(记作tmax)。

步骤s2：判断电池当前soc是否小于第一预设值。第一预设值对应的是电池过放的soc极限值，即当soc小于第一预设值，则会发生电池过放，当soc大于或等于第一预设值，则不会发生电池过放。

步骤s3：如果是，则根据电池当前soc与电池当前温度得到电池当前最大允许放电电流。换言之，即当电池当前soc小于第一预设值，即会发生电池过放时，根据电池当前soc与电池当前温度得到电池当前最大允许放电电流，例如记作imax。

具体地，在本发明的一个实施例中，通过查询预设的温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表得到电池当前最大允许放电电流，其中，温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表中包括电池soc、电池温度与电池最大允许放电电流之间的映射关系。也即是说，在该温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表中，通过输入电池当前soc和电池当前温度即可查询到对应的电池当前最大允许放电电流imax。

步骤s4：根据电池当前放电电流i和电池当前最大允许放电电流imax确定电机的最终输出扭矩限值(记作t)，并根据最终输出扭矩限值t对电机的输出扭矩进行限制。即在电池出现过流前对电机扭矩进行合理限制，以防止出现电池过流现象，从而影响驾驶性能以及电池寿命。

具体地，在步骤s4中，根据电池当前放电电流i和电池当前最大允许放电电流imax确定电机的最终输出扭矩限值t，进一步包括：判断电池当前放电电流i是否大于电池当前最大允许放电电流imax与第一预设比例a的乘积imax*a，其中，a<1；如果是，则将电机当前最大允许输出扭矩tmax与第二预设比例b的乘积tmax*b作为电机的最终输出扭矩限值t，其中，第一预设比例a大于第二预设比例b。进一步地，如果当判断电池当前放电电流i小于或等于电池当前最大允许放电电流imax与第一预设比例a的乘积imax*a，则将电机当前最大允许输出扭矩tmax继续作为电机的最终输出扭矩限值t。需要说明的是，以上运算的运算原理基于t*n/9550＝u*i/1000，由于该时刻u和n视为不变，因此i和t为等比关系，其中，t代表扭矩，n代表转速。

在本发明的一个实施例中，在步骤s2之后，还包括：如果判断电池当前soc大于或等于第一预设值，即电池不会发生过流现象，则将电机当前最大允许输出扭矩tmax继续作为电机的最终输出扭矩限值t。

综上，根据本发明实施例的电动汽车的扭矩控制方法，通过电池当前soc与第一预设值进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

为了便于更好地理解本发明上述实施例的电动汽车的扭矩控制方法，以下结合附图及具体的实施例对该方法进行详细具体的描述。

在本实施例中，如图2所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤1：获取车辆当前的状态信息，例如包括：电池当前soc、电池当前温度、电池当前放电电流i、电机当前最大允许输出扭矩tmax。

步骤2：判断电池当前soc是否小于20％(即第一预设值)。若电池当前soc大于或等于20％(此处的20％，也即第一预设值记作标定量a，其对应的是过放的soc的极限值)，则执行步骤6；若电池当前soc小于20％，则执行步骤3。

步骤3：根据电池当前soc值与电池当前温度查询预设的温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表map，得到当前状态下对应的电池最大允许放电电流imax。

步骤4：判断电池当前放电电流i是否大于电池最大允许放电电流imax的95％(95％即第一预设比例a，最大允许放电电流imax的95％即最大允许放电电流imax与第一预设比例a的乘积，例如记作标定量b，其对应的是电流的大小，例如最大允许电流10a，还有个实际电流，判断多少是接近，判断电流的条件)，若i小于或等于imax*95％，则执行步骤6，若i大于imax*95％则执行步骤5。

步骤5：tmax＝tmax*90％(90％即第二预设比例b，tmax*90％即最大允许放电电流imax与第二预设比例b的乘积，例如记作标定量c，其对应的是输出扭矩的修正系数)，也即是说，将电池当前最大允许放电电流与第二预设比例的乘积tmax*90％作为电机的最终输出扭矩限值。这是由于tn/9550＝ui/1000(t代表扭矩，n代表转速)该时刻u，n视为不变，所以i和t为等比关系。

步骤6：tmax＝tmax。也即是说，将电机当前最大允许输出扭矩tmax继续作为电机的最终输出扭矩限值。

步骤7：输出tmax。即输出电机的最终输出扭矩限值，并通过该最终输出扭矩限值对电机的输出扭矩进行限制，从而防止发升过流现象，提高了电池使用寿命及整车驾驶性能。

进一步地，在本实施例中，在以上的计算及控制过程中，涉及到三个标定量a、b、c，这三个量因不同车型选配的电池以及电机系统不同而有差异，需要在车辆上进行验证而得到具体的标定值。可选的试验方法如下：

1)将标定量a设为0，分别在样车soc为30％、20％、15％、10％、5％时进行试验，样车由静止起步，迅速踩加速踏板至100％，使样车加速，直至达到最高车速，记录试验过程中的电池功率、电流、电压、soc和电机转速、扭矩以及车速等信息。

2)根据步骤1)的数据分析在soc低于多少的时候急加速时会出现电池过流现象，将此值设为标定量a；根据电池出现过流现象之前的电池电流变化趋势确定合适的标定量b。

3)对标定量c进行赋值并在步骤2)确定标定量a、b的情况下在不同soc下进行急加速试验，若仍发生电池过流现象，则降低标定量c(按5％梯度下降)并重复进行试验直至不发生电池过流现象。

具体的试验过程中的标定量确认试验记录表如下表1所示。

表1

根据本发明实施例的电动汽车的扭矩控制方法，通过电池当前soc与标定值a(第一预设值)进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

本发明的进一步实施例还提出了一种电动汽车的扭矩控制系统。

图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的扭矩控制系统的结构框图。如图3所示，该电动汽车的扭矩控制系统100包括：获取模块110、判断模块120、计算模块130和控制模块140。

其中，获取模块110用于获取车辆当前的状态信息，车辆当前的状态信息至少包括：电池当前soc、电池当前温度、电池当前放电电流(记作i)、电机当前最大允许输出扭矩(记作tmax)。

判断模块120用于判断电池当前soc是否小于第一预设值。第一预设值对应的是电池过放的soc极限值，即当soc小于第一预设值，则会发生电池过放，当soc大于或等于第一预设值，则不会发生电池过放。

计算模块130用于当电池当前soc小于第一预设值时，根据电池当前soc与电池当前温度得到电池当前最大允许放电电流。换言之，即当电池当前soc小于第一预设值，即会发生电池过放时，根据电池当前soc与电池当前温度得到电池当前最大允许放电电流，例如记作imax。

具体地，在本发明的一个实施例中，通过查询预设的温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表得到电池当前最大允许放电电流，其中，温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表中包括电池soc、电池温度与电池最大允许放电电流之间的映射关系。也即是说，在该温度-soc-电池最大允许放电电流矩阵表中，通过输入电池当前soc和电池当前温度即可查询到对应的电池当前最大允许放电电流imax。

控制模块140用于根据电池当前放电电流i和电池当前最大允许放电电流imax确定电机的最终输出扭矩限值(记作t)，并根据最终输出扭矩限值t对电机的输出扭矩进行限制。即在电池出现过流前对电机扭矩进行合理限制，以防止出现电池过流现象，从而影响驾驶性能以及电池寿命。

具体地，控制模块140用于判断电池当前放电电流i是否大于电池当前最大允许放电电流imax与第一预设比例a的乘积imax*a，其中，a<1，并当电池当前放电电流i大于电池当前最大允许放电电流imax与第一预设比例a的乘积imax*a时，将电机当前最大允许输出扭矩tmax与第二预设比例b的乘积tmax*b作为电机的最终输出扭矩限值t，其中，第一预设比例a大于第二预设比例b。进一步地，控制模块140还用于当电池当前放电电流i小于或等于电池当前最大允许放电电流imax与第一预设比例a的乘积imax*a时，将电机当前最大允许输出扭矩tmax继续作为电机的最终输出扭矩限值t。需要说明的是，以上运算的运算原理基于t*n/9550＝u*i/1000，由于该时刻u和n视为不变，因此i和t为等比关系，其中，t代表扭矩，n代表转速。

在本发明的一个实施例中，控制模块(140)还用于当电池当前soc大于或等于第一预设值，即电池不会发生过流现象时，将电机当前最大允许输出扭矩tmax继续作为电机的最终输出扭矩限值。

需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的扭矩控制系统的具体实现方式与本发明实施例的电动汽车的扭矩控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的电动汽车的扭矩控制系统，通过电池当前soc与第一预设值进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

本发明的进一步实施例还提供了一种车辆控制器。该车辆控制器包括本发明上述任意一个实施例所描述的电动汽车的扭矩控制系统。

根据本发明实施例的车辆控制器，通过电池当前soc与第一预设值进行比较来判断是否需要进行电流保护，防止影响正常情况下整车的加速性能；并在电池当前soc较低时，进行电流保护，在出现过流之前对电机扭矩进行合理限制，从而在避免出现过流现象的同时，最大程度降低对车辆动力性的影响，从而提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

本发明的进一步实施例还提供了一种电动汽车。该电动汽车包括本发明上述任意一个实施例所描述的车辆控制器。

根据本发明实施例的电动汽车，能够有效防止电池soc较低时出现的电池过放现象，提高了车辆驾驶性能及电池寿命。

另外，根据本发明实施例的电动汽车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。