离散化后的 极大加速 较大加速 加速期望 δ` BB_AC B_AC 离散化前的 减速期望 δ － 0.8 ～ － 1.0 － 0.5 ～ － 0.8
离散化后的 极大减速 较大减速 减速期望 δ` BB_DC B_DC
2.2 电池SOC的离OC 的微小变化，常常造成控制系统的振荡，对各种随 机干扰因素也比较敏感，系统的平稳性差。将SOC 离散化处理，并在不同的离散区间采取分段控制的 方法，有利于保持能量管理过程控制的稳定性。表 2对电池SOC进行了离散化处理，根据SOC的估算结 果，把SOC按5个区间分段，即极大、较大、较小、 极小和零。 表2 SOC的变量离散化
2012 年第 30 期 （总第 237 期）
NO.30.2012 （CumulativetyNO.237）
F
研究前沿
rontier research
纯电动汽车转矩控制策略的研究
侯泽跃
（中冶南方 （武汉） 自动化有限公司， 湖北 武汉 430225）
文章针对纯电动汽车控制系统，建立了驾驶意图和转矩控制策略及数学模型，提出多信息耦合规则， 摘要 ： 对驾驶员驾驶意图和电池荷电状态进行离散化处理，实现离散化转矩控制。 电动汽车 ； 控制策略 ； 数学模型 ； 离散化 ； 转矩控制 关键词 ： U469 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1009-2374（2012） 30-0012-03 中图分类号 ：
离散化前 的 SOC 离散化后 的 SOC 65% ～ 100% 35% ～ 65% 15% ～ 35% 5% ～ 15% 极大 BB_SOC 较大 B_SOC 较小 S_SOC 极小 SS_SOC 0% ～ 5% 零 Z_SOC
根据表3和表4可以看出车辆在当前条件下的驾 驶状态，这些状态既表明了电池的输出转矩在未来 的变化方向和增量状态。实际运行中，控制策略首 先根据表3和表4计算出驾驶控制状态，再根据当 前的转矩和功率确定电机在目标控制转矩或增量。 表5是在加速度大于或等于0时，转矩增量△T的集 合，而表6是在加速度小于0时，电机控制转矩增量 △T的集合。电机控制参数的确定主要依赖于经验 和试验数据不断的修正和完善。 表5 电机控制转矩增量△T的集合
3 多信息耦合控制
为了简化多信息耦合控制模型和控制策略中控 制参数的复杂性，设计了如图1所示的控制系统， 包括变量离散化、信息耦合控制策略和计算控制参 数三部分。
（1）
12
表1 加速期望δ的变量离散化
离散化前的 加速期望 δ 0.8 ～ 1.0 0.5 ～ 0.8 0.2 ～ 0.5 较小加速 S_AC － 0.2 ～ － 0.5 较小减速 S_DC 0.05 ～ 0.2 极小加速 SS_AC － 0.05 ～ － 0.2 极小减速 SS_DC 0 ～ 0.05 正零加速 Z_AC － 0.05 ～ 0 负零减速 Z_DC
DC_STA △T DC_STA △T DC_STA △T DC_STA △T DC_STA △T 1 0 6 0 11 0 16 0 21 0 2 0 7 1 12 3 17 6 22 10 3 0 8 2 13 4 18 8 23 13 4 0 9 3 14 5 19 10 24 16 5 0 10 4 15 6 20 12 25 20
α − α0 δ= p 1 − α0
2 模型离散化
2.1 加速期望的离散化
对于驾驶员来说，驾驶常常是感性的动作行 为，无论是对车速还是对加速度的期望并不需要准 确的数值表达。同时，由于驾驶员的驾驶需求随各 种因素的变化而不断的调整，如果对于驾驶需求的 任何细微变化，控制策略都做出快速调整，往往会 造成整个控制过程的振荡，表现为转矩设定值快速 变化，进而使EV在行驶过程中出现车速不稳、动力 突变等现象。因此，根据式（1）和式（2），把驾 驶员的加速期望分为10个区间，即极大加速、较 大加速、较小加速、极小加速和正零加速，极大减 速、较大减速、较小减速、极小减速和负零减速， 如表1所示：
石油资源的枯竭和日益严重的环境污染使汽车 技术正经历着燃料多元化、动力电气化等重大技术 变革。具有高效节能、低排放或零排放优势的电动 汽车获得了生机，是国际节能环保汽车发展的主攻 方向，动力控制作为整车控制策略的核心部分，本 文着重讨论纯电动汽车的转矩控制策略。
δ=
式中： δ 为加速期望； α 0 为加速前加速踏板开 度； α p 为当前加速踏板开度。 式 （ 1 ） 适 用 于 α p 大 于 α0 ， 此 时 δ 为 正 ， 在 0～+100%之间变化，表示加速；式（2）适用于 α p 小于 α 0 ，此时 δ 为负，在－100%～0之间变化，表 示减速。 δ 的大小在－100%～+100%之间变化，绝 对值越大表示加减速度期望值越大，等于0时表示 期望保持匀速行驶状态。
表4 驾驶控制状态DC_STA映射表2
δ SOC
BB_SOC B_SOC S_SOC SS_SOC Z_SOC BB-DC － 25 － 20 － 15 － 10 －5 B-DC － 24 － 19 － 14 －9 －4 S-DC － 23 － 18 － 13 －8 －3 SS-DC － 22 － 17 － 12 －7 －2 Z-DC － 21 － 16 － 11 －6 －1
α p − α0 α0
（2）
1 驾驶意图模型分析
由于电动汽车（Electric Vehicle，以下简 称EV）和传统燃料汽车不同，一旦动力电池电量耗 尽，再重新补充能量时不像其他类型汽车添加燃油 和燃料那样迅速，在EV行驶过程中，驾驶员驾驶操 作的选择不仅取决于交通状况和路面状况等因素， 也受到电池荷电状态（State Of Charge，以下简 称SOC）的影响，在控制电池的能量时还要最大程 度上满足驾驶期望。 驾驶员主要通过加速踏板实现对EV的控制，加 速踏板的工作位置代表了驾驶员的驾驶意愿，加速 踏板开度（0～100%）表示加速踏板最小到最大的 工作位置。当加速踏板位置发生变化时，开度变化 前后“差值”的大小意味着驾驶员对车辆速度大小 的期望程度，其评估模型见式（1）和式（2）。