整车控制策略驱动电机控制的关键

根据电动汽车的PRND四个挡位以及加速踏板和制动踏板信号的不同组合，将电动汽车的运动状态分为五种运行模式，分别是起车模式、正常驱动模式、失效保护模式、制动能量回馈模式和空档模式。整车控制器采集钥匙信号、加速踏板、制动踏板、挡位信号和其他传感器信号，然后提取出有效值，整车控制策略通过对这些有效值判断、计算，取相应的驱动模式，然后向电机控制器发送整车期望转矩指令。

如图6-8所示，驱动使能标志位置1则进入整车驱动状态，它置1的条件是钥匙转到START状态，整车控制器通过自检，电机控制器通过自检，电池管理系统通过自检，无严重故障，挡位处于D/N/D位。然后整车控制器根据加速踏板、制动踏板、挡位信号和车速分别进入对应的驱动状态。五种运行模式的具体内容如下：

1.起车模式

起车模式是指车辆已经起动，挡位挂在驱动挡，加速踏板开度为零的运行模式。此时整车控制器发送给电机控制器的转矩指令为起车小转矩。该转矩的主要功能是：

如果在平直路面上行驶，可以使车辆保持一个恒定起车速度前行，如果在坡道上，则防止起车时车辆倒溜。在起车模式下，车辆最终以恒定速度行驶，并且车速有一个最大值，若车速超过这个值，则电机停止转矩的输出。

2.正常驱动模式（图6-9）

正常驱动模式是指车辆处于驱动使能状态下，整车动力系统能够无故障运行，保障车辆正常行驶。此时整车控制器根据加速踏板开度、车速和电池SOC值来确定发送给电机控制器的转矩指令，当电机控制器从整车控制器得到转矩输出的指令时，将动力电池提供的直流电，转化成三相交流电，驱动电机输出转矩，通过机械传输来驱动车辆。正常驱动模式下有一个最大行驶车速。

图6-8　车辆驱动模式逻辑

图6-9　正常驱动模式(www.xing528.com)

3.制动能量回馈模式（图6-10）

制动能量回馈模式也称为发电模式，在此模式下，若车辆在运行时制动信号有效，并且车速大于一定值，则对车辆的动能进行回收。由于电机既可以作电动机，又可以作发电机，根据电机的这一特点，电动汽车除具备传统燃油汽车制动系统的基本功能外，制动时调整载荷分配比例系数，在电机控制器从整车控制器得到发电指令后，使电机处于发电状态。此时电机输出制动转矩，有效地吸收车辆制动时的动量，电机将车辆的动能转化为电能，然后三相正弦交流电通过电机控制器转化为直流电，产生的电能给动力电池充电，增加能量的利用率，故电动汽车具有制动能量回馈的功能。

图6-10　制动能量回馈模式

4.空挡模式

空挡模式是指挡位信号在N位时，整车控制器发送给电机控制器的转矩指令为0，电机处于自由状态，电机随着驱动轮转动。传统的燃油汽车由于发动机不能带负载起动，在塞车或等候交通绿灯时，需要让发动机怠速转动。这部分燃油是不做功的，降低了整车的能量利用率，同时怠速时，燃油燃烧不充分，还造成了比较大的环境污染，而电动汽车就不存在这方面的缺点。

5.失效保护模式

失效保护模式是指整车动力系统出现非严重的故障时，车辆还可以继续行驶而不需要紧急停车。整车控制器根据故障等级，对需求转矩进行限制。输出转矩维持车辆慢行到附近维修站。

起车模式和正常驱动模式属于电机输出的转矩为驱动力矩，制动能量回馈模式属于电机输出的转矩为制动力矩，空档模式时电机不输出转矩，失效保护模式下电机输出的转矩为驱动力矩，它和起车模式、正常驱动模式的区别在于电机输出转矩的大小、变化率有限制。整车驱动控制策略主要包括起车模式和正常驱动模式。因为这两个模式下车辆实现前进、倒车的最基本的驾驶功能。