整车控制器功能开发(九):扭矩解析功能管理
北冥有鱼
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2019.12.31
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1. 前期回顾

在电动汽车中,整车控制器VCU是核心控制部件,是电动汽车各个子系统的调控中心,协调管理整车的运行状态,它根据加速踏板位置、档位、制动踏板力等驾驶员的操作意图和蓄电池的荷电状态计算出运行所需要的电机输出转矩等参数,从而协调各个动力部件的运动,保障电动汽车的正常行驶。此外,可通过行车充电和制动能量的回收等实现较高的能量效率。整车控制器结构图如下图所示:

上一章节,我们简要讲述了整车控制器功能开发过程中驾驶模式控制功能管理的一般需求及实现方法,整车控制器功能开发(八):驾驶模式控制功能管理。本章节,我们将简要介绍整车控制器功能开发的扭矩解析功能。

转矩控制是整车控制器的主要功能之一,由于纯电动汽车以车载动力电池作为整车行驶的能源,为了最大限度提高纯电动汽车车载有限能源的利用效率,同时保证驾驶员对动力性的需求,整车控制器应采取合适的扭矩控制方法,以保证车辆的正常行驶。

2. 功能描述

整车在正常行车时,需要根据当前电机转速,油门踏板开度,其他各部件的扭矩限制等因素从而得出整车的当前扭矩。

整车进入行车 Ready 状态,档位为 D 档或 R 档,刹车踏板开度为 0 时,VCU 发出扭矩请求。VCU 的扭矩请求值为电机外特性 map 中当前转速对应的最大扭矩值*油门踏板开度,BMS 最大允许放电电流*电压*当前转速对应的电机效率值和 MCU 当前转速对应的最大扭矩值这三个值中取最小值作为 VCU 的请求扭矩发给 MCU。为保证整车能够平稳的起步,所以需要添加一个扭矩变化率的 map,当前转速和扭矩较小时,扭矩变化率也需要给一个较小的值避免出现起步抖动。

当整车请求扭矩为正值且档位为 D 档时,整车进入驱动模式;当请求扭矩为负值,档位为 D 档时,整车进入能量回收模式;当请求扭矩为负值,档位为 R 档时,整车进入 R 档驱动模式。(R 档无能量回收)。

扭矩解析包含:停车模式、回馈模式(滑行、制动回馈)、巡航模式(定速巡航、自适应巡航)及正常行车模式(D/R 驱动及蠕行)。

停车模式优先级最高。通过模式调度模块进行各模式切换。每个模式都有对应的扭矩平滑处理,以保证各个模式的扭矩能够平滑过渡。

3. 功能接口

扭矩解析功能管理输入和输出接口,如下表所示:

4. 功能实现

扭矩解析功能管理模型简化模型,示意图如下所示:

扭矩解析功能管理模块主要包含停车处理、回馈扭矩计算、巡航扭矩计算以及驱动扭矩计算等子模块,具体如下图所示:

5. 后期展望

本章节简要描述了整车控制器功能开发过程中扭矩解析功能管理的一般需求及实现方法,下一章节,将介绍整车控制器功能开发的DCDC控制功能。整车控制器功能开发(十):DCDC控制功能管理

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