具有集中式功率分配策略和分散式逆变器的电动化动力系统

摘要

本发明涉及具有集中式功率分配策略和分散式逆变器的电动化传动系统。一种用于向电动动力系统中的电动马达分配电力的方法，其中电动马达电连接到共享电源，该方法包括经由监管控制器接收输入信号。输入信号包括电动动力系统的总扭矩请求和电源的电力限制。该方法包括响应于输入信号针对每个相应的马达确定开环扭矩命令。响应于总扭矩请求和电源限制，控制器还确定马达的最大和最小功率限制，其中最大和最小功率限制包括用于执行预定扭矩操作的经校准的功率保留。该方法包括将开环扭矩命令和功率限制传输到每个马达的相应马达控制处理器，从而控制扭矩操作。

说明书

背景技术

旋转电机被用在机动车辆和其他电动驱动系统的电动动力系统中，以在不同的操作模式下产生或接收扭矩。在具有转子和缠绕定子的径向磁通型电机中，转子被定子包围，并通过径向气隙与定子分开。当定子的磁场绕组由来自功率逆变器的交流（AC）输出电压循序地激励时，转子和整体连接的转子轴一致旋转，功率逆变器又电连接到直流（DC）电源，诸如高压电池组或燃料电池单元。在功率逆变器内，使用脉宽调制或另一种适合应用的开关控制技术来控制单独的半导体开关的相应开/关导电状态，以生成AC输出电压，其中在一些配置中，功率逆变器还能够执行DC到AC转换操作，例如在功率产生操作模式下。

发明内容

本文中公开的是用于控制具有高压直流（DC）电源的电动动力系统内的多个多相/交流（AC）旋转电机的操作的系统、相关联控制逻辑以及方法。每一个相应的电机（为了简明性在下文中称为电动马达，而不管电机是充当马达还是发电机）具有相应的牵引功率逆变器模块（TPIM）和相关联的局部马达控制处理器（MCP）。电动马达中给定的一个的TPIM和MCP一起局部地且独立地控制电动马达的扭矩操作。

在所公开的配置中，各种TPIM的DC侧经由DC电压总线电连接到共享的DC电源，使得放电时来自电源的电力在各个电动马达之间被共享。同样，当以再生容量起作用时（即用作发电机），从各个电动马达供应的电力在充电模式下被供应到公共/共享电源。因此，如本文中所设想的功率共享发生在充电和放电两种操作模式期间。

在本公开的范围内，集中式监管控制器被用于计算去往或来自作为整体的电动动力系统（即电动马达的共同集合及其相关联的TPIM和MCP）的总所需功率水平。尽管本文中阐述的各种示例依赖于电动推进，但是本领域技术人员将领会到，混合动力系统实施例可以在本公开的范围内使用，其中这样的实施例利用内燃机作为可能的扭矩源。此后，监管控制器将计算出的总所需功率分配给各个TPIM和MCP，从而根据需要补偿非限制性示例性混合动力系统配置中的可用发动机扭矩。

如本文中所使用的，术语“分配”是指分发或保留来自共享电源的总可用电力量的针对特定马达的部分，其本身在本文中非限制性地被例示为多电池单元的电池组，其中控制和电开关动作确保每一个电动马达接收不多于其被分配的部分。集中式开环方法、随后是由TPIM和MCP局部地执行特定扭矩操作允许以保护共享电源和相关联功率电子硬件的方式实现简化的分散式马达控制策略。

如本领域中所领会的，在分散式电动系统内，本文中所设想的类型的共享电源，即其总电力能力由电动动力系统的各个电动马达所共享的一种电源，充当非线性约束。本控制策略旨在通过经由监管控制器的操作提供相应的所需功率水平和开环扭矩命令，以供每一个相应的TPIM和相关联的MCP执行，从而简化在这样的约束下的单独的马达驱动系控制。

本策略内所需的功率水平包括最小保留功率余量，该最小保留功率余量由监管控制器使用开环控制逻辑来计算。本文中使用的保留功率余量足以确保剩余足够的功率用于局部地执行预定的快速致动器任务，例如在几个非限制性实施例中的主动阻尼、冲击补偿或车轮突发状况（wheel flare）缓解。因此，本解决方案实现了一种独立的监管控制策略，该监管控制策略在具有或没有如上指出的伴随发动机的情况下智能地在多个分散式MCP和TPIM之间分配电力。

特别地，本文中公开了一种用于将电力分配给电动动力系统中的多个电动马达的方法，其中电动马达电连接到共享电源，并由相应的MCP局部地控制。根据示例性实施例，该方法包括经由监管控制器接收输入信号，其中该输入信号包括电动动力系统的总扭矩请求和共享电源的电力限制集合。该方法包括响应于输入信号，经由监管控制器针对每一个相应的电动马达确定开环扭矩命令。

该实施例中的方法还包括响应于总扭矩请求和电力限制，经由监管控制器确定每一个相应的电动马达的操作的最大和最小功率限制。功率限制包括用于执行预定扭矩操作的预定保留功率余量，其可以考虑例如当特定的驱动轴由混动发动机-马达配置供电时来自如上指出的可选发动机的可用功率。开环扭矩命令以及最大和最小功率限制然后被传输到相应的MCP，以控制扭矩操作。

经由监管控制器接收输入信号可以包括共享电源的功率限制、电压限制和电流限制作为共享电源的电力限制集合。

针对每一个相应的电动马达确定开环扭矩命令可以包括，响应于输入信号计算电动动力系统的总扭矩向量，其中该总扭矩向量具有横向扭矩分量和纵向扭矩分量。在这样的实施例中，该方法包括将马达扭矩约束应用于总扭矩向量以导出开环扭矩命令。

电动马达可以被构造为AC马达，在这种情况下，电动动力系统包括多个功率逆变器。在一实施例中，相应的MCP各自连接到相应的一个功率逆变器，其中该方法进一步包括，响应于开环扭矩命令以及最大和最小功率限制，经由相应的MCP控制扭矩操作。

在一些应用中，电动动力系统用作机动车辆的一部分，该机动车辆具有分别由AC马达中对应的一个所驱动的车轮。在这样的实施例中，经由相应的MCP控制扭矩操作包括控制机动车辆的快速致动器控制动作。在若干非限制性示例性应用中，控制机动车辆的快速致动器控制动作可以包括，控制主动阻尼操控、冲击缓解操控和/或车轮突发状况缓解操控。

如上所述，在如上所指出的机动车辆应用中的共享电源可以实现为高压推进电池组，其中在示例性非限制性配置中，用于执行预定扭矩操作的经校准的保留功率余量至少为5kW。

本文中还公开了一种电动动力系统。电动动力系统可以包括共享电源、多个驱动轴和多个电动马达，多个电动马达中的每个电动马达电连接到共享电源并布置在相应的一个驱动轴上。电动动力系统还包括多个MCP。每个MCP被配置为控制相应一个电动马达的动态状态。电动动力系统的监管控制器与多个MCP通信，并被配置来执行本方法。

本文中还公开了用于电动动力系统的监管控制器的实施例，该电动动力系统具有电连接到共享电源并由相应的MCP局部地控制的多个电动马达，使得多个电动马达中的每一个由对应的一个MCP控制。监管控制器包括处理器和存储器，在其上记录有用于将来自共享电源的功率分配给多个电动马达的指令。处理器对指令的执行被配置为使得监管控制器执行本方法。

本申请还包括以下技术方案：

1. 一种用于将电力分配给电动动力系统中的多个电动马达的方法，其中电动马达电连接到共享电源并由相应的马达控制处理器（MCP）局部地控制，使得每一个电动马达由对应的一个MCP控制，所述方法包括：

经由监管控制器接收输入信号，其中所述输入信号包括电动动力系统的总扭矩请求和共享电源的电力限制集合；

响应于所述输入信号，经由监管控制器针对每一个相应的电动马达确定开环扭矩命令；

响应于所述总扭矩请求和所述电力限制集合，经由所述监管控制器确定每一个相应的电动马达的最大功率限制和最小功率限制，所述最大功率限制和所述最小功率限制具有用于执行预定扭矩操作的经校准的功率保留余量；以及

将所述开环扭矩命令以及所述最大功率限制和所述最小功率限制传输到相应的MCP，从而控制所述预定扭矩操作。

根据技术方案1所述的方法，其中，经由所述监管控制器接收所述输入信号包括共享电源的功率限制、电压限制和电流限制作为所述电力限制集合。

根据技术方案1所述的方法，其中，针对每一个相应的电动马达确定所述开环扭矩命令包括：响应于所述输入信号计算所述电动动力系统的总扭矩向量，所述总扭矩向量具有横向扭矩分量和纵向扭矩分量；以及将经校准的马达扭矩约束集合应用于所述总扭矩向量，以导出所述开环扭矩命令。

根据技术方案1所述的方法，其中，电动马达是交流（AC）马达，电源是直流（DC）电源，电动动力系统包括多个功率逆变器，并且相应的MCP各自连接到相应的一个功率逆变器，所述方法进一步包括：响应于所述开环扭矩命令以及所述最大功率限制和所述最小功率限制，经由相应的MCP控制扭矩操作。

根据技术方案4所述的方法，其中，所述电动动力系统是机动车辆的一部分，所述机动车辆具有分别由对应的一个AC马达所驱动的车轮，并且其中经由相应的MCP控制扭矩操作包括控制所述机动车辆的快速致动器控制动作。

根据技术方案5所述的方法，其中，控制所述机动车辆的快速致动器控制动作包括控制主动阻尼操控、冲击缓解操控和/或车轮突发状况缓解操控。

根据技术方案5所述的方法，其中，所述共享电源是高压推进电池组，并且用于执行预定扭矩操作的经校准的功率保留至少为5kW。

一种电动动力系统，包括：

共享电源；

多个驱动轴；

多个电动马达，所述多个电动马达中的每个电动马达电连接到所述共享电源，并且布置在相应的一个驱动轴上；

多个马达控制处理器（MCP），所述多个MCP中的每个MCP被配置为控制相应的一个电动马达的动态状态；以及

与所述多个MCP通信的监管控制器，其中监管控制器被配置为：

接收输入信号，包括所述电动动力系统的总扭矩请求和所述共享电源的电力限制集合；

响应于所述输入信号，针对每一个相应的电动马达确定开环扭矩命令；

响应于所述总扭矩请求和所述电力限制集合，确定每一个相应的电动马达的最大功率限制和最小功率限制，所述最大功率限制和所述最小功率限制具有用于执行预定扭矩操作的经校准的功率保留余量；以及

将开环扭矩命令以及所述最大功率限制和所述最小功率限制传输到相应的MCP，从而控制预定扭矩操作。

根据技术方案8所述的电动动力系统，其中，所述电力限制集合包括所述共享电源的功率限制、电压限制和电流限制。

根据技术方案8所述的电动动力系统，其中，监管控制器被配置为通过如下方式针对每一个相应的电动马达确定所述开环扭矩命令：响应于所述输入信号计算所述电动动力系统的总扭矩向量，所述总扭矩向量具有横向扭矩分量和纵向扭矩分量；并且此后将经校准的马达扭矩约束集合应用于所述总扭矩向量以导出所述开环扭矩命令。

根据技术方案8所述的电动动力系统，其中，所述电动马达是交流（AC）马达，所述电源是直流（DC）电源，所述电动动力系统包括多个功率逆变器，并且相应的MCP各自连接到相应的一个功率逆变器，其中MCP被配置为响应于所述开环扭矩命令以及所述最大功率限制和所述最小功率限制来控制扭矩操作。

根据技术方案11所述的电动动力系统，其中，所述电动动力系统是机动车辆的一部分，所述机动车辆具有分别由对应的一个AC马达驱动的车轮，并且其中，MCP被配置为通过控制所述机动车辆的快速致动器控制动作来控制所述扭矩操作。

根据技术方案12所述的电动动力系统，其中，所述多个驱动轴包括一对半轴，每个半轴连接到相应的一个车轮，其中对应的一个电动马达被配置为给所述一对半轴中相应的一个提供功率。

根据技术方案12所述的电动动力系统，其中，所述快速致动器控制动作包括控制主动阻尼操控、冲击缓解操控和/或车轮突发状况缓解操控。

根据技术方案12所述的电动动力系统，其中，所述共享电源是具有300V或更高的电压能力的高压推进电池组，并且用于执行所述预定扭矩操作的经校准的功率保留至少为5kW。

一种用于电动动力系统的监管控制器，所述电动动力系统具有电连接到共享电源并由相应的马达控制处理器（MCP）局部地控制的多个电动马达，使得所述多个电动马达中的每一个由对应的一个MCP控制，所述监管控制器包括：

处理器；和

存储器，其上记录有用于将来自共享电源的功率分配给多个电动马达的指令，其中所述处理器对所述指令的执行被配置为使得监管控制器：

接收输入信号，包括所述电动动力系统的总扭矩请求和所述共享电源的电力限制集合，所述电力限制集合包括所述共享电源的功率限制、电压限制和电流限制；

响应于所述输入信号，针对每一个相应的电动马达确定开环扭矩命令；

响应于所述总扭矩请求和所述电力限制集合，确定每一个相应的电动马达的最大功率限制和最小功率限制，所述最大功率限制和所述最小功率限制具有用于执行预定扭矩操作的经校准的功率保留余量；以及

将所述开环扭矩命令以及所述最大功率限制和所述最小功率限制传输到相应的MCP，从而控制预定扭矩操作。

根据技术方案16所述的监管控制器，其中，所述指令的执行被配置为使得所述监管控制器通过如下方式针对每一个相应的电动马达确定所述开环扭矩命令：响应于所述输入信号，计算所述电动动力系统的总扭矩向量，所述总扭矩向量具有横向扭矩分量和纵向扭矩分量；以及将经校准的马达扭矩约束集合应用于所述总扭矩向量，以导出所述开环扭矩命令。

根据技术方案16所述的监管控制器，其中，所述开环扭矩命令以及相应的MCP的所述最大功率限制和所述最小功率限制被配置为使得所述MCP控制所述预定扭矩操作：主动阻尼操控、冲击缓解操控或车轮突发状况缓解操控。

当结合附图和所附权利要求考虑时，本公开的上面指出的以及其他特征和优点将根据实施例的以下详细描述和用于实施本公开的最佳模式而变得清楚的。

附图说明

图1是具有电动动力系统的示例性机动车辆的示意性图示，该电动动力系统具有多个旋转电机和集中式监管控制器，该集中式监管控制器被配置来执行如本文中所阐述的前馈/开环功率分配方法。

图2是描述了用于在具有多个电动马达的电动动力系统中实现本方法的简化实施例的示意性控制逻辑图，其中，每个电动马达布置在不同的驱动轴上。

图3是描绘了可用于实现本开环功率分配控制策略的控制逻辑的可能实施例的示意性逻辑流程图。

图4是根据本方法的示例性功率分配场景的示意性时间图，其中在若干个横轴上描绘了时间，并且在若干个对应的纵轴上描绘了以千瓦（kW）为单位的电池功率。

图5和图6是本方法的相应的放电和充电执行的示意性图示。

具体实施方式

本公开容许以许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出，并且在本文中作为所公开原理的非限制性示例进行了详细描述。为此，在摘要、背景技术、发明内容和具体实施方式部分中描述的但在权利要求中没有明确阐述的元素和限制不应该通过暗示、推断或以其他方式单独或共同地并入权利要求中。

为了本说明书的目的，除非特别声明，否则单数的使用包括复数，并且反之亦然，术语“和”和“或”应是既连接的又分离的，“任何”和“所有”均应意味着“任何以及所有”，并且词语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”等应意味着“非限制地包括”。此外，诸如“大约”、“几乎”、“基本上”、“总体上”、“近似”等近似词语在本文中可以在如下的意义上使用：“处于……、接近……、或者接近处于……”或者“在……的0-5%内”，或者“在可接受的制造公差内”，或者其逻辑组合。

参考附图，其中类似的附图标记指代类似的部件，图1示意性地描绘了具有如本文中所阐述配置的电动动力系统11的代表性的机动车辆10。电动动力系统11包括多个旋转电机，为了简明性在下文中统称为电动马达114E。例如，在所图示的示例性车辆应用中，电动马达114E包括电动推进马达14和114，其中后者可替代地可配置成单独的电动推进马达14-1和14-2。

电动马达114E的主要扭矩功能和快速致动器扭矩操作经由来自监管控制器（C）50的控制信号（箭头CC

用于实现根据本公开的功率分配策略的指令一起体现了方法100，下面参考图5解释其示例。此类指令可以被记录在控制器50的存储器（M）中，并由其一个或多个处理器（P）执行，以提供本文中描述的益处。作为本方法100的一部分，控制器50至少部分地通过响应于输入信号集合（箭头CC

为了说明的简明性和清楚性，对应的马达控制处理器分别被缩写为用于电动推进马达14和114的MCP-1和MCP-2，其中电动推进马达14和114如图1中所示被定位成用作相应的后驱动马达和前驱动马达。可替代的电动推进马达14-1和14-2可以在其他实施例中代替电动推进马达14使用，例如通过将电动推进马达14-1和14-2定位在如所示出的连接到后车轮15R的单独的半轴19-1和19-2上。在任一配置中，电动推进马达14（经由输出构件17）或电机14-1和14-2（经由对应的输出构件（未示出））可以产生输出扭矩（箭头T

如本领域中所领会的，每一个电动马达114E分别连接到对应的牵引功率逆变器模块（TPIM），其中TPIM 20-1（TPIM-1）及其驻留的MCP-1连接到电动推进马达14，以及TPIM20-2（TPIM-2）及其驻留的MCP-2连接到电动推进马达114。尽管为了说明的清楚性和简明性所省略，但是在相应的半轴19-1和19-2上使用单独的电动推进马达14-1和14-2用于给后车轮15R提供功率的可选实施例将可类似地配备有相应的TPIM 20-3和20-4以及对应的MCP（未示出）。因此，每个MCP被配置为局部地控制对应的电动推进马达14、114、14-1或14-2的动态状态。MCP响应于控制信号（箭头CC

图1中示意性示出的监管控制器50可以实现为响应于输入信号（箭头CC

此外，关于图1中所示的代表性电动动力系统11，电动推进马达14代表剩余电动马达114E的构造，并且被描绘为具有定子14S，该定子14S关于转子14R以径向磁通型构造同轴地布置。定子14S因此包围转子14R。然而，电动推进马达14的其他实施例可以在本公开的范围内使用，包括轴向磁通型机器，并且因此图1的电动推进马达14的简化代表性实施例仅图示了一种可能的构造。给前车轮15F提供功率的驱动轴119上的电动推进马达114类似地配置有对应的定子114S和转子114R，其中转子114R连接到输出构件117，并且转子14R连接到输出构件17。为了说明的简明性，电动推进马达14-1和14-2在图1中示意性地示出，但是同样能够具有类似的同心的定子和转子构造。

在图1的代表性实施例中，电动马达114E被配置成多相/AC设备。如在汽车推进应用中通常的，定子14S和114S以及电动推进马达14-1和14-2的可比定子（未示出）的相对应的磁场绕组（未示出）的激励需要来自车载DC电源的输入功率。为此，电动动力系统11可以配备有电源16。尽管本文中并未限制性地例示了如所示出的高压共享电池组（B

共享电池组16经由高压直流电压总线（VDC）电连接到TPIM 20-1和20-2，或TPIM20-1、20-3和20-4，其中TPIM 20-1和20-2（或20-1、20-3和20-4）又经由高压AC电压总线（VAC）电连接到它们相应的定子14S和114S。尽管为了说明的简明性所省略，但是TPIM 20-1、20-2、20-3和20-4经由半导体开关的多个管芯的开/关状态控制而被内部配置和外部控制，其中此类开关通常被实现为绝缘栅双极晶体管（IGBT）或金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。因此，DC输入电压通过TPIM 20-1、20-2、20-3和20-4的内部开关操作被转换成适于分别为电动推进马达14、114、14-1和14-2（其用作推进马达）供电的AC输出电压。在再生充电事件期间，TPIM 20-1、20-2、20-3和20-4可以在相反的意义上操作，即，通过将AC输入电压转换成DC输出电压以用于对共享电池组16的组成电池单元进行再充电。

其他部件可以被包括在图1的电动动力系统11内，诸如但不限于所图示的DC-DC转换器18和辅助电池（B

简要参考图2，图1中描绘的监管控制器50使用图3中例示的控制逻辑50L来建立对各个电机114E的独立监管控制，特别是经由与图2中在25处一起示出的每一个相应的MCP的直接通信。为了简明性，MCP 25标称地标注为MCP-1、MCP-2、……、MCP-N。在图1的实施例中，当使用三个电动马达（例如电动推进马达114、14-1和14-2）时，N = 3，其中在该特定实例中，MCP-2和MCP-3是对应于电动推进马达14-1和14-2的MCP。因此，图2中MCP 25的后缀-1、-2和-3用于标称的第1、第2和第3轴，并且因此不表示图1中所示的特定配置。

一般而言，监管控制器50接收指示输出扭矩和/或速度请求的输入信号（箭头CC

参考图3的示例性控制逻辑50L，如本文中设想的针对特定轴/针对特定马达的扭矩要求包括用于执行必要扭矩操作的最小保留功率余量，可能包括快速致动器控制动作，诸如主动阻尼、冲击缓解、车轮突发状况控制等。控制逻辑50L用于实行本方法100，并允许监管控制器50使用独立的前馈控制来将电池功率分配给图2的MCP 25和相关联的电动马达114E。

图3的控制逻辑50L以及图5和6的启用方法100和100A不需要来自图2的分散式MCP25的反馈，当从监管控制器50的中心位置控制多个电动马达114E时减少通信延迟/延时问题的特征。同样，当使用共享电源（在该实例中是共享电池组16）时，控制逻辑50L使得能够通过多个电动马达114E独立控制图1的电动动力系统11。

由监管控制器50进行的驱动系管理动作能够包括如上指出的快速致动器控制动作。如本领域中所领会的，当由与被控制的特定致动器（在这种情况下是图1的各个电动马达114E）搭配的MCP 25局部地执行时，这样的动作是可能的。因此，本方法100和100A允许图2的每个MCP 25独立地针对给定的电动马达114E执行局部快速致动器控制动作，这部分地通过对控制器50编程来确定对应的针对特定马达的电力保留余量，以在各个电动马达114E和它们相关联的TPIM 25之间进行分派或分配。

响应于图1的控制信号（箭头CC

命令总扭矩向量T然后被传输到向量限幅逻辑块54，其本身包括两个不同的逻辑块：马达扭矩约束块56以及马达和功率约束块58。在向量限幅逻辑块54内，马达扭矩约束块56可以用于针对N个电机114E或相关联的轴生成相应的开环轴扭矩命令，其中图3中分别针对MCP-1、MCP-2和MCP-N标称地标注了命令1、2和N。这样的开环轴扭矩命令可以用于向图1的电动马达114E中相对应的一个提供初始的针对特定马达的扭矩请求，诸如用于执行上面指出的示例性类型的特定快速致动器控制动作。

同时，监管控制器50使用马达和功率约束块58来最终创建两个单侧功率向量，即用于方法100（图5）和100A（图6）的正功率向量和负功率向量。除了接收总扭矩请求（箭头TQ）之外，马达和功率约束块58还从闭环/前馈电压以及电压和电流控制系统块51接收总功率限制，即最大和最小（最大/最小）两者。块51又可以使用电力限制60的集合来确定此类总功率限制，电力限制60具有可以例如响应于温度而实时校准或调整的值。在所图示的实施例中，电力限制60可以包括电池功率限制（PL）、电池电压限制（VL）和电池电流限制（IL）。因此，经由电压和电流控制系统块51的操作，使块58知道图1的共享电池组16的当前功率能力。然后，块58用于将总扭矩向量T约束到电池组16中的剩余功率。

来自马达和功率约束块58的输出可以包括约束轴（扭矩）命令向量和约束命令功率向量，即一旦电力限制60已经被适当计及，可用于分配给各个马达114E的总扭矩和功率向量。因此，下面描述的示例方法100和100A包括将经校准的马达扭矩约束集合应用于总扭矩向量T，以导出开环扭矩命令。功率分配块59（其功能在下面参考图5和6被详细描述）从马达和功率约束块58接收该信息以及电力限制60，并最终将最大和最小功率限制分配给相对应的MCP 25，例如MCP-1、MCP-2、……、MCP-N，其中功率限制是针对特定马达（motor-specific）的命令功率向量。

在图2的MCP 25内，对应的控制逻辑250L（1）、250L（2）、……、250L（N）接收相应的开环轴扭矩命令和对应的命令最大和最小功率向量。例如，控制逻辑250L（1）可以使用快速致动器控制块62（1）来接收和处理用于MCP-1的开环轴扭矩命令以导出对应的功率水平，并且使用单个马达约束块64（1）来根据针对特定马达的命令功率向量（即最大/最小功率限制）调整对应的功率水平。然后，块64（1）向其控制的电动马达（例如电动马达114）输出最终的马达扭矩命令。

作为其经编程的功能性的一部分，MCP 25上游的功率分配块59被配置来计算并输出图1中所示的每个相应电动马达114E的相应的最大和最小功率限制。也就是说，块59将来自块58的输出的一部分分配给位于图1的各个驱动轴119、19-1和19-2上或为其供电的每个单独的电动马达114E，这些部分被添加到来自块56的原始开环/前馈命令。这确保了即使在来自图1的共享电池组16的功率被再循环的情况期间也能够实现原始的总扭矩请求（箭头TQ），同时任何剩余的电池功率被分配给单独的电动马达114E和相关联的轴控件使用，而不违反总电池功率约束。监管控制器50因此确保每个电动马达114E在从块56接收到开环扭矩命令时，不会从共享电池组16汲取过多或过少的功率。

简要参考图4，针对四种代表性扭矩划分场景描绘了代表性放电示例：（I）33/66推进轴扭矩划分，（II）50/50推进轴扭矩划分，（III）0/100推进轴扭矩划分，以及（IV）在过电流条件下的33/66推进轴扭矩划分。后一种场景（IV）的迹线65指示控制器50的其他控制逻辑可能影响功率限制的情况，其中过电流条件的处理只是其一个示例。

在该示例中，图1的两个电动马达114E用于给后车轮15R提供功率，即图1的电动推进马达14-1和14-2。在扭矩划分场景I-IV中，该比率用于表示总驱动扭矩向图1的前车轮15F和后车轮15R的分发，例如，33/66扭矩划分对应于总扭矩的33%和66%分别被分发给前车轮15F和后车轮15R。再次如上面简要指出的，在可选的混动实施例中，一些扭矩可以由内燃发动机（未示出）生成，并且因此扭矩分配不一定仅仅是电动马达扭矩。

在相应的迹线61和161中，以kW为单位的总正功率限制和总负功率限制表示为+300kW和-300kW，其中300kW是任意的，并且仅用于说明本教导。迹线62和162表示分配给用于驱动图1的前驱动轴119的电动推进马达114的功率限制。类似地，迹线63和163表示分配给用于驱动图1的后半轴19-1的电机14-1的功率限制，其中迹线64和164类似地表示分配给电动推进马达14-2的功率限制。在0/100场景，即场景（III）内，迹线66表示根据本公开维持的正最小功率保留，其在该非限制性示例中为10kW。与图1的机动车辆10一起使用的其他实施例可以使用不同的功率保留，例如5kW或更多，并且因此10kW是非限制性的和示例性的。

参考图5和图6，方法100和100A可以用于将电力从图1中所示的共享电池组16分配到电动动力系统11的电动马达114E，其中电动马达114E电连接到共享电池组16并由相应的一个MCP 25局部地控制（见图2和图3）。

图5的方法100描绘了用于控制代表性放电情况的示例性实施例，其中图1的共享电池组16正在主动放电以向各个电动马达114E提供电力，并且更详细地描述了主要发生在图3的功率分配块59中的具体操作。在块B102处开始，监管控制器50接收输入信号（图1的箭头CC

作为块B102的一部分，控制器50可以在应用来自图3的块58的线性和非线性约束之后计算马达扭矩命令向量。假设代表性的马达和对应的轴A、B和C，可能的马达扭矩命令向量被表示为[A，B，C]。本身为示例性的而非限制性的150Nm的约束功率限制可以表述为[-50，100，100]Nm，这对应于用于马达/轴A的-50Nm和用于马达/轴B和马达/轴C各自的100Nm。

在块B104处，图1的监管控制器50最终针对每一个相应的电动马达114确定开环扭矩命令，即图3中块56的输出。这是响应于输入信号（箭头CC

在块B106处，监管控制器50接下来根据块B104的命令电池功率向量计算最大放电功率[MaxPwr]，其也是向量。在上面的示例中，出于说明的目的，维持了代表性的10kW功率保留，[A，B，C] = [0，20，20]kW。也就是说，命令放电功率向量[-10，20，20]kW对于马达/轴B和马达/轴C具有足够的保留，每个处于20kW，而10kW被加到马达A的-10kW值，以在[0，20，20]kW最大放电功率向量中实现马达/轴A的0kW。

因此，方法100及与其类似的下述方法100A包括，响应于总扭矩请求（箭头TQ）和电力限制60，经由监管控制器50确定每一个相应的电动马达114E的最大功率限制（方法100）和最小功率限制（方法100A），其中最大功率限制和最小功率限制具有对于执行预定扭矩操作所需的功率保留，例如，在该示例中为10kW。方法100然后前进到块B108。

块B108需要将命令最大放电功率与总电池最大功率限制进行比较。上面示例中的命令放电功率是向量分量[0，20，20]kW的总和，即40kW。当命令最大放电功率超过总最大电池功率时，方法100前进到块B109，或者可替代地当命令最大放电功率没有超过总最大电池功率时，方法100前进到块B110。

当命令最大放电功率超过总最大电池功率时，从块B108到达块B109。在上面的示例中，命令最大功率是40kW。为了说明起见，假设总最大电池功率为30kW，块B109将设定命令最大放电功率，即[A，B，C] = [0，20，20]kW，作为对于放电的最大功率限制。方法100然后前进到块B118。

在当命令最大放电功率小于总最大电池功率时（例如，在总最大电池功率为50kW的示例中，40kW < 50kW），从块B108到达的块B110处，监管控制器50计算最小保留放电功率向量以注入到命令放电功率向量中。例如，监管控制器50可以针对每个电动马达114E应用5kW功率保留[A，B，C] = [5，5，5]kW。因此，上面指出的命令最大功率，即[A，B，C] = [0，20，20]被调整为[A，B，C] = [5，20，20]kW，其总和在下文中称为“命令加保留最大功率”。方法100然后前进到块B112。

在块B112处，监管控制器50确定命令加保留最大功率是否超过总电池最大功率。这里，命令最大功率是[5，20，20]kW的总和，即45kW。假设上面使用了相同的50kW示例性电池最大功率，监管控制器50前进到块B114。然而，可替代地，当命令最大功率超过电池最大功率时，监管控制器50前进到块B113。使用满足该后一个比较的不同示例，总和[15，20，20]kW= 55kW将超过50kW，因此使得监管控制器50前进到块B113。

在块B113处，监管控制器50根据命令最大功率向量计算归一化向量。例如，在代表性实施例中，对于向量[0，20，20]，块B113[0的输出能够被归一化（即，至1）为归一化向量[A，B，C] = [0，0.5，0.5]。方法100然后前进到块B115。

当命令加保留最大功率小于总电池功率限制时，从块B112到达的块B114包括根据命令功率向量计算归一化向量。由此，块B114类似于块B113。使用标称[0，20，20]kW的示例，此类归一化向量将是[0，0.5，0.5]。方法100然后前进到块B116。

在块B115处，监管控制器50将命令最大功率的总和（例如，在上面的示例中的[0，20，20]kW）加到归一化值。如下面所解释的，也在块B116中使用的归一化值是通过将归一化向量（例如[0，0.5，0.5]）乘以差（总最大功率-命令最大功率）所确定的。在上面的示例中，这转化为[0，0.5，0.5]*（50-40） = [0，25，25] kW。因此，块B116的输出是[A，B，C] = [0，25，25] kW。方法100然后前进到块B118。

在块B116处，监管控制器50接下来将命令和保留最大功率的总和（例如，在上面的示例中的[0，20，20]kW+ [5，0，0]kW）加到归一化值。归一化值通过将归一化向量（例如[0，0.5，0.5]）乘以（总最大功率-（命令+保留最大功率））所确定。在上面的示例中，这转化为[0，0.5，0.5]*（50-（40+5）） = [5，22.5，22.5] kW。在该说明性示例中，块B116的输出是[A，B，C] = [5，22.5，22.5]kW。因此，块B114和B116一起确定如何分发5kW的示例功率保留，在该实例中，将功率保留的一半分发给马达B，一半给马达C，并且没有分发给马达A。

取决于块B108和B112比较的结果，从块B109、B115或B116到达块B118。在块B118处，监管控制器50根据分别从块B109、B115或B116输出的限制（与图5的示例使用场景保持一致，即[A，B，C] = [0，20，20]kW、[0，25，25]kW或[5，22.5，22.5]kW）分配最终的轴最大功率限制。因此，方法100和100A包括将开环扭矩命令以及最大和最小功率限制传输到相应的MCP 25，以控制扭矩操作。

简要参考图6，对于最小功率/充电场景，方法100A类似于图5的方法100。因此，块B102A-B118A类似于如上所述的块B102-B118，其具有如以下概述中指出的各种符号差异。例如，块B102A以与块B102相同的方式操作，并且因此包括在应用线性和非线性约束之后计算马达扭矩命令向量。方法100A然后前进到块B104A。

块B104A包括根据命令马达扭矩命令和当前马达速度计算命令充电功率向量，这与如图5的先前描述的块B102中计算命令放电功率向量相反。方法100A然后前进到块B106A。

在块B106A处，监管控制器50根据块B104A的命令电池充电功率向量计算最小充电功率[MinPwr]向量。方法100A然后前进到块B108A。

块B108A需要将命令最小充电功率与总电池最小充电功率限制进行比较，以确定命令最小功率是否小于总电池最小充电功率限制。当命令最小充电功率超过总最小电池功率时，方法100A前进到块B109A，并且作为替代当命令最小充电功率小于总最小电池功率时，方法100A前进到块B110A。

当命令最小充电功率小于总最小电池功率时，从块B108A到达块B109A。在块B109A处，监管控制器50选择命令最小充电功率，并前进到块B118A。

在当命令最大充电功率超过总最小电池功率时，在从块B108A到达的块B110A处，控制器50在命令充电功率向量中包括最小保留充电功率向量。方法100A然后前进到块B112A。

在块B112A处，监管控制器50确定命令加保留最小功率是否小于总电池最小功率。当命令最大充电功率小于最小电池功率时，控制器50前进到块B113A，而当命令加保留最小充电功率超过总电池最小功率时，相反地，控制器50前进到块B114A。

在块B113A和B114A处，监管控制器50从命令最小充电功率向量计算归一化向量。方法100A然后从块B113A前进到块B115A，并且从块B114A前进到块B116A。

在块B115A处，与上述块B115类似，监管控制器50将命令最小功率的总和加到归一化值。也在如下面所解释的块B116A中使用的归一化值是通过将归一化向量乘以总最小电池功率与命令最小充电功率之间的差所确定的。方法100A然后前进到块B118A。

在块B116A处，监管控制器50将命令最小电池功率和保留最小功率的总和加到归一化值。也在如上面所解释的块B115A中使用的归一化值是通过将归一化向量（例如[0，0.5，0.5]）乘以（总最小功率-（命令最小功率+保留最小功率））所确定的。方法100A然后前进到块B118A。

取决于块B108A和B112A比较的结果，从块B109A、B115A或B116A到达块B118A。在块B118A处，根据从块B109A、B115A或B116A输出的限制，监管控制器50分配最终轴最大功率限制。方法100和100A或不同的策略然后可以包括，响应于开环扭矩命令和相应电动马达114E的最大和最小功率限制，经由相应的MCP 25控制扭矩操作。

结合图3的控制逻辑50L，使用图5和图6的上面的方法100和100A，图1和图2的监管控制器50能够将来自共享电源（例如电池组16）的功率在多个分布式马达控制器（如本文中由图2的MCP 25所表示的）之间进行分配。如本领域技术人员将领会的，本文中描述的分布式方法简化了单独的马达驱动系控制，并且确保了用于执行单独马达层级控制动作的充足的功率保留。

诸如主动阻尼、冲击控制或车轮突发状况缓解之类的代表性快速致动器控制动作在本文中作为非限制性示例被指出，其中在不同的实施例中，各种其他控制动作可能地由单独电机14E执行。因此，本方法允许每个相应的MCP 25独立地执行快速致动器控制动作，这是通过经由监管控制器50确定电力保留，然后该电力保留基于到每个相应的电机14E的扭矩请求向量而在MCP 25之间被智能地分配。鉴于前述公开内容，本领域技术人员将容易领会这些和其他益处。

详细描述和附图或各图是对本教导的支持和描述，但是本教导的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施本教导的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本教导的各种替代设计和实施例。此外，本公开明确地包括上面和下面呈现的元素和特征的组合和子组合。