一种电动汽车控制器的平衡处理方法及装置与流程

1.本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车控制器的平衡处理方法及装置。


背景技术：

2.随着国家不断加大对新能源电动汽车及充电基础设施的支持，从顶层设计、政策支持等方面进行规划部署，电动汽车正迎来快速发展时期，同时电动汽车整车安全性、可靠性及成本也成为人们重点关注对象。
3.目前，电动汽车制动系统主要沿用传统燃油车的制动系统，驾驶员对制动控制较难把控，操控性不好。电动汽车的核心电气系统一般包括电机控制器、直流-直流(dc/dc)转换器、直流-交流(dc/ac)转换器、绝缘检测仪、整车控制器、保险组件等功能单元。上述各个功能单元一般作为独立部件存在，具有各自独立控制单元、主电路及结构组件，在电气系统中通过功率导线和信号导线相连接应用。
4.电动汽车的几种控制驱动方式中，单电机控制驱动的动力系统一般由单个电机进行驱动，电机经过减速器后由差速器连接左右半桥来驱动车轮，现有技术中，单电机控制驱动的电动汽车的机电耦合系统，其电机在极低的转速(30km/h以下)到停车的过程中，容易发生异响和抖动，现有技术常通过调节电流环pi参数以及对电机的扭矩参数进行处理等方式来解决机电耦合系统的异响和抖动问题，但上述方式均不能全面解决异响和抖动的问题，且对参数的调节和处理非常容易影响动力系统平稳运行，使得动力系统无法正常工作。
5.总之，现有电动汽车控制器存在下述问题：
6.1、现有技术常通过调节电流环pi参数以及对电机的扭矩参数进行处理等方式来解决机电耦合系统的异响和抖动问题，没有对电动汽车控制器驱动进行平衡优化，上述方式均不能全面解决异响和抖动的问题。
7.2、对参数的调节和处理非常容易影响动力系统平稳运行，使得动力系统无法正常工作。
8.3、单电机控制驱动的电动汽车的机电耦合系统，其电机在极低的转速(30km/h以下)到停车的过程中，容易发生异响和抖动。


技术实现要素：

9.本发明提供了一种电动汽车控制器的平衡处理方法及装置，降低电动汽车控制驱动的抖动性，保障动力系统平稳运行。
10.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车控制器的平衡处理方法，所述方法包括：
11.s1、设计电动汽车控制器的平衡优化区间；
12.s2、搭建电动汽车控制器的平衡处理模型；
13.s3、计算电动汽车控制器的平衡优化目标；
14.s4、判断、比较电动汽车控制器的平衡优化目标是否满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。
15.作为本发明的优化方案，步骤s1具体包括：
16.分别设定平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件；
17.在仿真应用环境中将平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件程序化；
18.编写并调用优化算法程序关联平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件进行平衡性优化。
19.作为本发明的优化方案，设定平衡优化目标包括：驱动导轨平顺性及簧载质心；
20.设定平衡优化变量包括：底盘悬架设计变量和车身悬架设计变量；底盘悬架优化变量包括悬架刚度及阻尼；车身悬架优化变量包括：悬置刚度、阻尼及减振器安装角；
21.设定平衡约束条件包括：悬架动行程、车轮动载荷、底盘悬架静挠度、底盘悬架偏颇、车身悬置动挠度和控制驱动频率。
22.作为本发明的优化方案，步骤s2具体包括：
23.利用二进制线性规划策略构建平衡优化模型；
24.通过程序编写软件对该模型进行运行代码编写，以程序包的形式导入计算机内运行；
25.开启程序运行，测试该编写的平衡优化模型运行代码是否出现bug，若否，则进行s3步骤，若是，则对其进行指令修改，直至无误。
26.作为本发明的优化方案，步骤s3具体包括：
27.初始化平衡优化目标和平衡优化变量，并根据设计的平衡优化区间输出平衡变量；
28.判断平衡变量是否满足平衡约束条件，若是，则得到簧载质心振动加速度时域响应，若否，则更新平衡变量直至满足设计的平衡优化约束条件；
29.对平衡变量进行平衡优化隔振率计算并将计算得到的隔振率与离散最优隔振率进行比较，获得最新的最优隔振率；
30.判断最新的最优隔振率是否满足计算终止条件之一，若是，则结束计算进程并输出平衡优化目标的最优解；若否，则重复上述步骤。
31.作为本发明的优化方案，计算终止条件包括：
32.达到最大平衡优化迭代次数；
33.隔振率较历史最优隔振率增加小于1
‰
。
34.作为本发明的优化方案，步骤s4具体包括：
35.若平衡优化目标的最优解＜电动汽车控制驱动的抖动参数值区间时，则满足电动汽车控制器驱动平顺性条件；
36.若平衡优化目标的最优解≥电动汽车控制驱动的抖动参数值区间时，则不满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。
37.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车控制器的平衡处理方法的处理装置，其特征在于：包括：
38.采集模块，获取电动汽车运行时各阶段的平衡优化目标和平衡优化变量；
39.数据处理中心模块：连接所述的采集模块，数据处理中心包括计算单元和数据库，
所述的计算单元用于计算隔振率与离散最优隔振率，计算平衡优化变量；所述的数据库用于标识采集模块内平衡优化目标数据，并进行分类和存储；
40.总控模块：总控模块与所述数据处理中心模块相连接，用于调配设定平衡优化目标、设定平衡优化变量及设定平衡约束条件，将设定结果实时通过输入输出管理模块传输至显示模块的界面中进行显示。
41.作为本发明的优化方案，输入输出管理模块，用于传输数据流及参数信息，管理系统内部运行参数和数据，分别存储分层优化前及优化后的数据。
42.为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车，电动汽车包括一种电动汽车控制器的平衡处理方法的处理装置。
43.本发明具有积极的效果：1)本发明通过设置平衡优化区间，精准输出平衡优化目标；
44.2)本发明考虑隔振率，再对平衡优化目标进行求解的同时，降低电动汽车控制驱动的抖动性；
45.3)本发明对参数的调节和处理非常容易影响动力系统平稳运行，使得动力系统无法正常工作，因此增加了电动汽车控制器驱动平顺性条件进行判断，设置了平衡优化模型进行平衡优化，使得动力系统正常工作。
附图说明
46.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
47.图1是本发明方法的流程图。
具体实施方式
48.如图1所示，本发明公开了一种电动汽车控制器的平衡处理方法，方法包括：
49.s 1、设计电动汽车控制器的平衡优化区间；
50.s2、搭建电动汽车控制器的平衡处理模型；
51.s3、计算电动汽车控制器的平衡优化目标；
52.s4、判断、比较电动汽车控制器的平衡优化目标是否满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。
53.步骤s1具体包括：
54.分别设定平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件；
55.在仿真应用环境中将平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件程序化；
56.编写并调用优化算法程序关联平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件进行平衡性优化。
57.优化算法程序：即将平衡优化目标、平衡优化变量和平衡约束条件进行划分，分别设定为a组、b组和c组；再将a组、b组和c组依次划分为a1 a2组、b1 b2组和c1 c2组；通过递归处理，对a1 a2组、b1 b2组和c1 c2组再进行划分，得到a3 a4组、b3 b4组和c3 c4组；划分的数据大小，依次递减，呈有序排列，例如，a1＞a2＞a3＞a4，b1＞b2＞b3＞b4，c1＞c2＞c3＞c4；
58.该优化算法程序步骤就是为了给关联的数据进行有序排列，便于后续对比计算，
如若数据过多，四组不够分，可继续按照上述步骤进行划分，直至划分完成。
59.设定平衡优化目标包括：驱动导轨平顺性及簧载质心；
60.设定平衡优化变量包括：底盘悬架设计变量和车身悬架设计变量；底盘悬架优化变量包括悬架刚度及阻尼；车身悬架优化变量包括：悬置刚度、阻尼及减振器安装角；
61.设定平衡约束条件包括：悬架动行程、车轮动载荷、底盘悬架静挠度、底盘悬架偏颇、车身悬置动挠度和控制驱动频率。
62.步骤s2具体包括：
63.利用二进制线性规划策略构建平衡优化模型；具体构建平衡优化模型的详细步骤可参考步骤s3；
64.通过程序编写软件对该模型进行运行代码编写，以程序包的形式导入计算机内运行；
65.开启程序运行，测试该编写的平衡优化模型运行代码是否出现bug，若否，则进行s3步骤，若是，则对其进行指令修改，直至无误。
66.步骤s3具体包括：
67.初始化平衡优化目标和平衡优化变量，并根据设计的平衡优化区间输出平衡变量；
68.判断平衡变量是否满足平衡约束条件，若是，则得到簧载质心振动加速度时域响应，若否，则更新平衡变量直至满足设计的平衡约束条件；
69.对平衡变量进行平衡优化隔振率计算并将计算得到的隔振率与离散最优隔振率进行比较，获得最新的最优隔振率；
70.判断最新的最优隔振率是否满足计算终止条件之一，若是，则结束计算进程并输出平衡优化目标的最优解；若否，则重复上述步骤。
71.计算终止条件包括：达到最大平衡优化迭代次数；隔振率较历史最优隔振率增加小于1
‰
(即较历史最优隔振率改善不明显)。(最大平衡优化迭代次数可根据运行程序自行设定，例如，可设为n)。
72.步骤s4具体包括：
73.若平衡优化目标的最优解＜电动汽车控制驱动的抖动参数值区间时，则满足电动汽车控制器驱动平顺性条件；
74.若平衡优化目标的最优解≥电动汽车控制驱动的抖动参数值区间时，则不满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。
75.参数都是为了计算比较“平衡优化目标的最优解”，进行这些的目的只有一个，
76.通过计算比较平衡优化目标的最优解，目的是为了平衡车身驱动的震动状态，与之最直接相关的，便是抖动参数(比如：车辆驱动抖动)，得到平衡优化目标的最优解之后，要去与抖动参数值区间进行比较判断，才能知道该平衡优化目标的最优解是否满足驱动平顺条件。
77.本发明还公开了一种电动汽车控制器的平衡处理方法的处理装置，包括：
78.采集模块，获取电动汽车运行时各阶段的平衡优化目标和平衡优化变量；
79.数据处理中心模块：连接所述的采集模块，数据处理中心包括计算单元和数据库，所述的计算单元用于计算隔振率与离散最优隔振率，计算平衡优化变量；所述的数据库用
于标识采集模块内平衡优化目标数据，并进行分类和存储；
80.总控模块：总控模块与所述数据处理中心模块相连接，用于调配设定平衡优化目标、设定平衡优化变量及设定平衡约束条件，将设定结果实时通过输入输出管理模块传输至显示模块的界面中进行显示。输入输出管理模块，用于传输数据流及参数信息，管理系统内部运行参数和数据，分别存储分层优化前及优化后的数据。
81.为了对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以传统迭代优化方法和本发明方法进行对比说明；传统的迭代优化方法优化电动汽车驱动参数考虑并不全面，仅针对于调节电流环pi参数以及对电机的扭矩参数进行处理，不考虑车辆隔振率，使得协调性能不足，且优化时间较长，输出结果并不精确，为验证本发明方法相对于传统优化方法在考虑了优化隔振率的基础上大幅度降低了车辆驱动抖动性，本实施例以分别以30km/h、60km/h、90km/h为测试条件，针对平衡优化目标(底盘驱动)应用平衡处理方法，并算得优化前后的隔振率及平衡性提升比。如下表所示：
[0082][0083]
需要说明的是，传统的调参优化方法不考虑控制驱动产生的振动传递路径及隔振率对其带来的振动影响，故上表中的数据值中无法计算传统迭代优化方法的隔振率数据，进一步的是，参照上表，隔振率的优化提升比较明显，验证了本发明方法从隔振率角度优化控制驱动平衡大于传统迭代优化方法的优化性。
[0084]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：所述方法包括：s1、设计电动汽车控制器的平衡优化区间；s2、搭建电动汽车控制器的平衡处理模型；s3、计算电动汽车控制器的平衡优化目标；s4、判断、比较电动汽车控制器的平衡优化目标是否满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：步骤s1具体包括：分别设定平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件；在仿真应用环境中将平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件程序化；编写并调用优化算法程序关联平衡优化目标、平衡优化变量及平衡约束条件进行平衡性优化。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：设定平衡优化目标包括：驱动导轨平顺性及簧载质心；设定平衡优化变量包括：底盘悬架设计变量和车身悬架设计变量；底盘悬架优化变量包括悬架刚度及阻尼；车身悬架优化变量包括：悬置刚度、阻尼及减振器安装角；设定平衡约束条件包括：悬架动行程、车轮动载荷、底盘悬架静挠度、底盘悬架偏颇、车身悬置动挠度和控制驱动频率。4.根据权利要求3所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：步骤s2具体包括：利用二进制线性规划策略构建平衡优化模型；通过程序编写软件对该模型进行运行代码编写，以程序包的形式导入计算机内运行；开启程序运行，测试该编写的平衡优化模型运行代码是否出现bug，若否，则进行s3步骤，若是，则对其进行指令修改，直至无误。5.根据权利要求4所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：步骤s3具体包括：初始化平衡优化目标和平衡优化变量，并根据设计的平衡优化区间输出平衡变量；判断平衡变量是否满足平衡约束条件，若是，则得到簧载质心振动加速度时域响应，若否，则更新平衡变量直至满足设计的平衡优化约束条件；对平衡变量进行平衡优化隔振率计算并将计算得到的隔振率与离散最优隔振率进行比较，获得最新的最优隔振率；判断最新的最优隔振率是否满足计算终止条件之一，若是，则结束计算进程并输出平衡优化目标的最优解；若否，则重复上述步骤。6.根据权利要求5所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：计算终止条件包括：达到最大平衡优化迭代次数；隔振率较历史最优隔振率增加小于1
‰
。7.根据权利要求6所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法，其特征在于：步骤s4具体包括：
若平衡优化目标的最优解＜电动汽车控制驱动的抖动参数值区间时，则满足电动汽车控制器驱动平顺性条件；若平衡优化目标的最优解≥电动汽车控制驱动的抖动参数值区间时，则不满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。8.一种采用权利要求1-7任一项所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法的处理装置，其特征在于：包括：采集模块，获取电动汽车运行时各阶段的平衡优化目标和平衡优化变量；数据处理中心模块：连接所述的采集模块，数据处理中心包括计算单元和数据库，所述的计算单元用于计算隔振率与离散最优隔振率，计算平衡优化变量；所述的数据库用于标识采集模块内平衡优化目标数据，并进行分类和存储；总控模块：总控模块与所述数据处理中心模块相连接，用于调配设定平衡优化目标、设定平衡优化变量及设定平衡约束条件，将设定结果实时通过输入输出管理模块传输至显示模块的界面中进行显示。9.根据权利要求8所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法的处理装置，其特征在于：所述输入输出管理模块，用于传输数据流及参数信息，管理系统内部运行参数和数据，分别存储分层优化前及优化后的数据。10.一种电动汽车，其特征在于：所述电动汽车包括如权利要求8或9所述的一种电动汽车控制器的平衡处理方法的处理装置。

技术总结
本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车控制器的平衡处理方法及装置，所述方法包括：首先设计电动汽车控制器的平衡优化区间；接着搭建电动汽车控制器的平衡处理模型；然后计算电动汽车控制器的平衡优化目标；最后判断、比较电动汽车控制器的平衡优化目标是否满足电动汽车控制器驱动平顺性条件。本发明通过设置平衡优化区间，精准输出平衡优化目标；本发明考虑隔振率，再对平衡优化目标进行求解的同时，降低电动汽车控制驱动的抖动性。性。性。


技术研发人员：李华京 陈禹伸
受保护的技术使用者：江苏叁电智能科技有限公司
技术研发日：2023.01.07
技术公布日：2023/7/20