Dual-motor power prediction method and device, electronic equipment and vehicle

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

相关技术中，无论是使用传统的数据拟合方法，还是机器学习、甚至深度学习方法，均为从过去的历史数据中去提取预测规律，拟合预测模型。但是，对于行驶过程中的车辆来说，存在两大问题：(1)车辆运行状态和执行目标是瞬时变化的，历史数据训练的预测模型无法覆盖全部情况，车辆的外部因素(如路面情况)和内部因素(如驾驶需求)的随机变化，严重影响预测模型的准确性；(2)基于历史数据训练的预测模型，太过依赖数据源对象，训练的预测模型难以兼顾其他的车辆，无法适用于量产的全部车辆，模型的泛用性差。

因此，针对上述问题，本公开提出一种双电机功率预测方法、装置、电子设备及车辆。

下面参考附图描述本公开实施例的双电机功率预测方法、装置、电子设备及车辆。

图1为根据本公开一个实施例所提供的双电机功率预测方法的流程示意图。需要说明的是，本公开实施例的双电机功率预测方法可应用于本公开实施例的双电机功率预测装置，该装置可被配置于电子设备上，例如，车机系统、车载设备等。

如图1所示，该双电机功率预测方法可以包括以下步骤：

步骤101，获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩。

在本公开实施例中，双电机包括目标车辆的前驱动电机和后驱动电机，由于前驱动电机的输出扭矩与扭矩请求之间存在时延，可在目标车辆的运行日志中或者存储设备中获取前驱动电机位于第一时刻之前的设定时段内的第二时刻的历史扭矩请求，并根据前驱动电机在第一时刻之前的多个第二时刻的历史扭矩请求，对前驱电机的扭矩进行预测，以得到前驱电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩；同理，后驱动电机的输出扭矩与扭矩请求之间存在时延，从目标车辆的运行日志中或者存储设备中获取后驱动电机位于第一时刻之前的设定时段内的第二时刻的历史扭矩请求，根据后驱动电机在第一时刻之前的多个第二时刻的历史扭矩请求，对后驱动电机的扭矩进行预测，以得到后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩。其中，需要说明的是，第一时刻可为当前时刻。

步骤102，基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速。

在本公开实施例中，可根据第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的转速进行预测，得到前驱动电机在首个第三时刻的第一目标转速，基于多个第三时刻中的非首个第三时刻的前一第三时刻的第一目标转速、第二扭矩和第四扭矩，对该前驱动电机在非首个第三时刻的第一目标转速进行预测。

步骤103，采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速。

为了使车辆的前后车轮的转速一致，在确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速后，可基于预设的转速转换系数、前驱动电机速比和后驱动电机速比，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速。

步骤104，根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率。

在本公开实施例中，针对任一第三时刻，获取任一第三时刻的第二扭矩和第一目标转速，根据任一第三时刻的第二扭矩和第一目标转速之间的乘积，确定前驱动电机在任一第三时刻的第一目标功率；根据前驱动电机在任一第三时刻的第一目标功率，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率；同理，获取任一第三时刻的第四扭矩和第二目标转速，根据任一第三时刻的第四扭矩和第二目标转速之间的乘积，确定后驱动电机在任一第三时刻的第二目标功率；根据后驱动电机在任一第三时刻的第二目标功率，确定后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率。

综上，通过获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩；基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速；采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速；根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个所述第三时刻的第二目标功率。由此，在第一时刻为当前时刻时，可基于获取的前驱动电机的当前时刻的实时扭矩和未来时刻的实时变化的目标扭矩，对前驱动电机当前时刻之后的未来时刻的转速进行预测，得到前驱动电机未来时刻对应的实时变化的目标转速，通过对前驱动电机未来时刻的实时变化的目标转速进行转换，得到后驱动电机未来时刻的实时变化的目标转速，分别根据前驱动电机和后驱动电机未来时刻的实时变化的目标扭矩和目标转速，对未来时刻进行功率预测，得到实时变化的目标功率，可避免车辆行驶过程中实时变化的外部因素和内部因素所导致的相关技术中功率预测不准确的问题，提高了功率预测的准确性。

为了清楚地说明上述实施例中是如何基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速的，本公开提出另一种双电机功率预测方法。

图2为根据本公开一个实施例所提供的双电机功率预测方法的流程示意图。

如图2所示，该双电机功率预测方法可包括如下步骤：

步骤201，获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩。

步骤202，获取转速预测模型。

其中，转速预测模型用于指示前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间的映射关系，合力扭矩用于表征在任一时刻前驱动电机的扭矩和后驱动电机的扭矩之和与负载扭矩之间的差值，其中，前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间呈正相关关系。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，可基于刚体定轴转动定理进行电动力学建模，得到电机合力扭矩-转速微分方程；同时提出引入电机旋转阻尼项修正原始的电机扭矩-转速微分方程，定义必要的模型参数后，最终得到电机等效转速预测模型，对于双电机驱动系统，后驱动电机为主驱动电机，前电机为辅驱电机，对应前轮的滑移率低。因此，在本公开实施例中，在等效转速预测模型中代入前驱动电机数据，可得到预测前驱动电机的转速预测模型。其中，转速预测模型用于指示前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间的映射关系。

步骤203，采用转速预测模型，基于第一扭矩和所述第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速。

在本公开实施例中，可根据第一扭矩和第三扭矩，确定第一时刻的第一合力扭矩，采用转速预测模型，并根据第一合力扭矩和前驱动电机在第一时刻的第一转速，预测前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，针对多个第三时刻中的非首个第三时刻，根据非首个第三时刻的前一第三时刻的第二扭矩和第四扭矩，确定第二合力扭矩，采用转速预测模型，并根据非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第一目标转速和第二合力扭矩，预测前驱动电机在非首个第三时刻的第一目标转速。

步骤204，采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速。

步骤205，根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率。

需要说明的是，步骤201、步骤204至205的执行过程可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，本公开实施例并不对此作出限定，也不再赘述。

综上，获取转速预测模型，其中，转速预测模型用于指示前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间的映射关系；采用转速预测模型，基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速，由此，采用表征前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间的映射关系的转速预测模型预测前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速，提高了前驱动电机的转速的预测准确性和适用性。

为了清楚地说明上述实施例是如何采用转速预测模型，基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速的，本公开提出另一种双电机功率预测方法。

图3为根据本公开一个实施例所提供的双电机功率预测方法的流程示意图。

如图3所示，该双电机功率预测方法可包括如下步骤：

步骤301，获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩。

步骤302，获取转速预测模型。

其中，转速预测模型用于指示前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间的映射关系。

步骤303，确定双电机在第一时刻的第一负载扭矩和在多个第三时刻的第二负载扭矩。

作为一种示例，获取前驱动电机的第一设定滑移率和后驱动电机的第二设定滑移率；在第一设定滑移率小于第二设定滑移率时，基于目标车辆的设定的多个行驶阻力系数和第一时刻以及多个第三时刻的行驶速度，对目标车辆的轮边阻力进行预测，以得到目标车辆在第一时刻以及多个第三时刻的轮边阻力；其中，第一时刻的行驶速度是根据第一时刻的第一转速确定的，任一第三时刻的行驶速度是根据任一所述第三时刻的第一目标转速确定的；根据第一时刻以及多个第三时刻的轮边阻力、目标车辆的车轮滚动半径和设定的前驱电机速比，确定第一负载扭矩和多个第二负载扭矩。

需要了解的是，根据轮边阻力可预测电机的负载扭矩，具体可表现为如下公式：

其中，T_load是电机的负载扭矩；F_r是车辆行驶过程中的轮边阻力；r_r是车轮滚动半径；i₀是电机速比。在本公开实施例中，可使用基于行驶速度的行驶阻力模型预测车辆行驶过程中的轮边阻力，该行驶阻力模型可表现为如下公式：

F_r(t)＝k₀+k₁v(t)+k₂v(t)²；

其中，F_r是车辆行驶过程中的轮边阻力；v是车辆行驶速度；k₀、k₁和k₂为设定的行驶阻力系数，k₀、k₁和k₂可为向量，k₀、k₁和k₂可根据测试数据，结合基于优化计算的数值方法预先求解得到。

需要说明的是，可采用预测的电机转速经过转换计算得到车辆的行驶速度，具体转换过程可表现为如下公式：

其中，v是车辆行驶速度，ω_mot是参考的电机转速，r_r是车轮滚动半径，i₀是电机速比，需要说明的是，对于双电机驱动系统，后驱动电机为主驱动电机，前驱动电机为辅驱电机，对应前轮的滑移率低。因此，本公开选择前驱动电机的转速和速比去预测未来时域的车速序列，并最终得出未来时域的电机负载扭矩序列，对应预测模型如下：

其中，T_load是电机负载扭矩；ω_Fr是前驱动电机的转速预测值；r_r是车轮滚动半径；i_Fr是前驱动电机速比；k₀、k₁和k₂分别是设定的行驶阻力系数。

进而，基于负载扭矩序列对应的预测模型，根据第一时刻的前驱动电机的转速预测值、目标车辆的车轮滚动半径和设定的前驱电机速比，确定第一负载扭矩；同理，针对任一第三时刻，可根据任一第三时刻的前驱动电机的转速预测值、目标车辆的车轮滚动半径和设定的前驱电机速比，确定任一第三时刻的第二负载扭矩。

步骤304，根据第一扭矩、第三扭矩和第一负载扭矩，确定第一时刻的第一合力扭矩。

作为一种示例，根据第一扭矩和所述第三扭矩的扭矩和值，确定第一扭矩和值；根据第一扭矩和值与第一负载扭矩的扭矩差值，确定第一合力扭矩。

步骤305，将第一合力扭矩和前驱动电机在第一时刻的第一转速，输入至转速预测模型中，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速。

作为一种示例，将设定的电机等效旋转阻尼系数和前驱动电机在任一时刻的转速之间的乘积，作为第一系数；将前驱动电机在任一时刻对应的合力扭矩和第一系数之间的差值，作为第二系数；在任一时刻和任一时刻的下一相邻时刻之间的时间区间内，对第二系数进行积分计算，得到第三系数；根据第三系数与设定的电机等效转动惯量之间的比值，构建用于预测前驱动电机在任一时刻的下一相邻时刻的转速的转速预测模型。

在本公开实施例中，描述转速预测模型的公式可如下：

其中，t_i是任一时刻，t_i+1是t_i的下一相邻时刻，是t_i+1时刻前驱动电机的转速，是t_i时刻前驱动对应的合力扭矩，使用两电机的总驱动扭矩减去负载扭矩得到，是当前t_i时刻前驱动电机转速，J_equ是电机等效转动惯量，D_equ是设定的电机等效旋转阻尼系数，为第一系数，为第二系数，为第三系数。

因此，将第一时刻对应的第一合力扭矩和前驱动电机在第一时刻的第一转速，输入至转速预测模型中，则转速预测模型可输出前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速。

需要说明的是，上述公式的计算方式仅是示例性的，本领域技术人员也可以根据实际情况自行设定其他计算公式。例如，本领域技术人员还可以在上述计算公式中加入一些修正系数、权重系数等。这种具体计算方式的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

步骤306，针对多个第三时刻中的非首个第三时刻，根据非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第二扭矩、第四扭矩和第二负载扭矩，确定非首个第三时刻的前一第三时刻的第二合力扭矩。

同理，针对多个时刻中的非首个第三时刻，在预测非首个第三时刻的第一目标转速时，可将该非首个第三时刻的前一第三时刻的第二扭矩和第四扭矩的和值，与该非首个第三时刻的前一第三时刻的第二负载扭矩的差值，确定非首个第三时刻的前一第三时刻的第二合力扭矩。

步骤307，将非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第一目标转速和第二合力扭矩，输入至转速预测模型，得到转速预测模型输出的前驱动电机在非首个第三时刻的第一目标转速。

进而，将非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第一目标转速和第二合力扭矩，输入至转速预测模型中，转速预测模型可输出前驱动电机在非首个第三时刻的第一目标转速。

步骤308，采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速。

步骤309，根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率。

需要说明的是，步骤301至302、步骤308至309的执行过程可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，本公开实施例并不对此作出限定，也不再赘述。

综上，通过确定双电机在第一时刻的第一负载扭矩和在多个第三时刻的第二负载扭矩；根据第一扭矩、第三扭矩和第一负载扭矩，确定第一时刻的第一合力扭矩；将第一合力扭矩和前驱动电机在第一时刻的第一转速，输入至转速预测模型中，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速；针对多个第三时刻中的非首个第三时刻，根据非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第二扭矩、第四扭矩和第二负载扭矩，确定非首个第三时刻的前一第三时刻的第二合力扭矩；将非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第一目标转速和第二合力扭矩，输入至转速预测模型，得到转速预测模型输出的所述前驱动电机在非首个第三时刻的第一目标转速，由此，采用转速预测模型，可准确预测前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速。

为了避免电池过充或者过放的问题，消除电池热失控隐患，保障车辆的安全性，在本公开实施例中，可根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率和后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次更新，并根据最后一次更新得到的第一扭矩，对前驱动电机进行控制，并根据最后一次更新得到的第三扭矩，对后驱动电机进行控制，下面结合图4进行详细说明。

图4为根据本公开一个实施例所提供的双电机功率预测方法的流程示意图。

如图4所示，该双电机功率预测方法可包括如下步骤：

步骤401，获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩。

步骤402，基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速。

步骤403，采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速。

步骤404，根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率。

步骤405，根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率和后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次更新。

为了提前对前驱动电机和后驱动电机进行控制，避免电池过充或者过放的问题，根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率和后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次更新。

作为一种可能的实现方式，根据多个第三时刻中最后一个第三时刻的第一目标功率和第二目标功率，确定第三目标功率；在第三目标功率大于设定的第一功率阈值的情况下，根据第三目标功率与第一功率阈值之间的第一功率差值，降低第一功率阈值，得到第二功率阈值；根据第二功率阈值，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次降低，以使根据降低得到的第一扭矩确定的第一目标功率和降低得到的第三扭矩确定的第二目标功率得到的第四目标功率小于第二功率阈值，且与第二功率阈值之间的功率差值小于功率差异阈值。

也就是说，针对电池极限充电或极限放电的情况，提前对前驱动电机和后驱动电机进行控制，可将多个时刻中最后一个第三时刻的第一目标功率和第二目标功率的功率和值，作为第三目标功率，进而，在第三目标功率大于设定的第一功率阈值时，可确定第一功率阈值与第三目标功率之间的功率差值，并将该功率差值作为第一功率差值，将第一功率阈值降低第一功率差值，得到第二功率阈值，以第二功率阈值为目标，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次降低，从而，可使根据降低得到的第一扭矩确定的第一目标功率和降低得到的第三扭矩确定的第二目标功率所得到的第四目标功率小于第二功率阈值，并且第四目标功率与第二功率阈值之间的功率差值小于功率差异阈值。

作为另一种可能的实现方式，在第三目标功率小于第一功率阈值且第三目标功率与第一功率阈值之间的第二功率差值大于功率差异阈值的情况下，根据第一功率差值，增大第一功率阈值，得到第三功率阈值；对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次降低，以使根据增大得到的第一扭矩确定的第一目标功率和增大得到的第三扭矩确定的第二目标功率得到的第五目标功率小于第二功率阈值，且与第二功率阈值之间的功率差值小于功率差异阈值。

在本公开实施例中，在第三目标功率小于第一功率阈值时，确定第三目标功率与第一功率之间的功率差值，并将该功率差值作为第二功率差值，在第二功率差值大于设定的功率差值阈值的情况下，在第一功率阈值上增加第二功率差值，得到第三功率阈值，接着，以第三功率阈值为目标，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次增大，以使根据增大得到的第一扭矩确定的第一目标功率和增大得到的第三扭矩确定的第二目标功率的功率和值接近第三功率阈值，即第五目标功率小于第三功率阈值，且与第三功率阈值之间的功率差值小于功率差异阈值。

步骤406，在第一时刻，根据最后一次更新得到的第一扭矩，对前驱动电机进行控制，并根据最后一次更新得到的第三扭矩，对后驱动电机进行控制。

进而，在第一时刻，根据最后一次更新得到的第一扭矩，对前驱动电机进行控制，同时，根据最后一次更新得到的第三扭矩，对后驱动电机进行控制。

需要说明的是，步骤401至404的执行过程可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，本公开实施例并不对此作出限定，也不再赘述。

综上，通过根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率和后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次更新；在第一时刻，根据最后一次更新得到的第一扭矩，对前驱动电机进行控制，并根据最后一次更新得到的第三扭矩，对后驱动电机进行控制，由此，根据多个第三时刻中最后一个第三时刻的第一目标功率和第二目标功率确定的第三目标功率，提前对前驱动电机和后驱动电机进行控制，可避免电池过充或者过放，消除电池热时空隐患，保障车辆的安全性。

在本公开的任一实施例中，如图5所示，还可基于如下步骤实现双电机功率预测方法：

1、获取前后驱动电机请求扭矩、当前时刻扭矩和当前时刻转速；

2、双电机系统扭矩序列的预测；

由于车辆的电机控制器MCU控制电机输出扭矩跟随请求扭矩，电机响应过程存在容量滞后和纯滞后等。因此，本公开实施例中可根据前/后驱动电机的扭矩请求信号分别预测两电机的输出扭矩，如附图6所示，描述该预测过程的动态方程如下：

其中和分别是t_i时刻前驱动电机和后驱动电机的驱动扭矩；和分别是t_i时刻前驱动电机和后驱动电机的请求扭矩；τ_Fr和τ_Re分别是前驱动电机和后驱动电机的延迟时间，可使用测试数据预先解析出具体数值；

3、构建电机等效动力学模型；

基于刚体定轴转动定理进行电机动力学建模，得到电机扭矩-转速微分方程(等效转速预测模型)；同时提出引入电机旋转阻尼项修正原始的电机扭矩-转速微分方程，定义必要的模型参数后，最终得到电机等效动力学模型(电机等效转速预测模型)，其微分方程形式如下：

式中ω_equ是电机等效转速；T_Fr和T_Re分别是前后电机的驱动扭矩；T_load是电机总负载扭矩(负载扭矩)，J_equ是电机等效转动惯量，D_equ是电机等效旋转阻尼系数，其中，驱动扭矩T_Fr和T_Re是模型输入，等效转速ω_equ是模型输出，等效转动惯量J_equ和等效旋转阻尼系数D_equ是等效模型的固定参数，负载扭矩T_load则是模型的中间变量。

4、预测电机负载扭矩序列；

根据总轮边阻力预测电机总负载扭矩，具体计算方法可表示为：

其中T_load是电机总负载扭矩；F_r是车辆行驶过程中的总轮边阻力，与车速相关；r_r是车轮滚动半径；i₀是电机速比。本公开实施例中使用基于行驶速度的行驶阻力模型预测车辆行驶过程中的总轮边阻力(轮边阻力)，具体可表现为如下公式：

其中，T_load是电机的负载扭矩；F_r是车辆行驶过程中的轮边阻力；r_r是车轮滚动半径；i₀是电机速比。在本公开实施例中，如图7所示，可使用基于行驶速度的行驶阻力模型预测车辆行驶过程中的轮边阻力，该行驶阻力模型可表现为如下公式：

F_r(t)＝k₀+k₁v(t)+k₂v(t)²；

其中，F_r是车辆行驶过程中的轮边阻力；v是车辆行驶速度；k₀、k₁和k₂分别是模型常数项、车速一次项和车速二次项的阻力系数。k₀、k₁和k₂为设定的行驶阻力系数，k₀、k₁和k₂可为向量，k₀、k₁和k₂可根据测试数据，结合基于优化计算的数值方法预先求解得到。

需要说明的是，可采用预测的电机转速经过转换计算得到车辆的行驶速度，具体转换过程可表现为如下公式：

其中，v是车辆行驶速度，ω_mot是参考的电机转速，r_r是车轮滚动半径，i₀是电机速比，需要说明的是，对于双电机驱动系统，后驱动电机为主驱动电机，前驱动电机为辅驱电机，对应前轮的滑移率低。因此，本公开选择前驱动电机的转速和速比去预测未来时域的车速序列，并最终得出未来时域的电机负载扭矩序列，对应预测模型如下：

其中，T_load是电机负载扭矩；ω_Fr是前驱动电机的转速预测值；r_r是车轮滚动半径；i_Fr是前驱动电机速比；k₀、k₁和k₂分别是设定的行驶阻力系数。

5、构建双电机系统转速预测模型；

需要了解的是，对于单电机驱动系统，车辆非驱动轮的滑移率低；而对于双电机驱动系统，后驱动电机为主驱电机，前驱动电机为辅驱电机，对应前轮的滑移率低。因此，在本公开实施例中可使用前驱动电机测试数据辨识电机等效动力学模型的参数，代入前驱动电机的数据，那么求解的电机等效转速就是前驱动电机转速；进而，本公开使用后驱动电机测试数据拟合电机转速折算模型，该模型根据前驱动电机转速、前驱动电机速比、和后驱动电机速比求解后驱动电机转速。最终求解出的电机等效动力学模型(转速预测模型)和电机转速折算模型如下：

其中，和分别是t_i+1时刻前电机转速预测值和后电机转速预测值；是t_i时刻电机轴端合扭矩(合力扭矩)，使用两电机总驱动扭矩减去负载扭矩得到；是当前t_i时刻前驱动电机转速；J_equ是电机等效转动惯量；D_equ是电机等效旋转阻尼系数；C_con是电机转速折算系数(转速转换系数)；i_Fr和i_Re分别是前驱动电机速比和后驱动电机速比。其中，等效转动惯量J_equ、等效旋转阻尼系数D_equ和转速折算系数C_con使用双电机的测试数据结合参数辨识方法标定出具体数值。最终提出的电机转速预测模型的结构图如图7所示，图7中的双电机转速预测模型实现前/后驱动电机下一时刻的转速预测。

6、双电机系统转速序列的预测；

如图8所示，前电机表示前驱动电机，后电机表示后驱动电机，根据双电机上一时刻的驱动扭矩和瞬时转速预测两电机下一时刻的转速，调用电机转速预测模块，逐层求解出整个预测时域的双电机转速序列，逐层求解过程可表示为如下的嵌套模型：

其中f(T_Fr,T_Re,ω_Fr,ω_Re)表示双电机转速预测集成模型；N是预测时域的宽度。逐层求解时，为限制预测误差的累积，会设置预测时域宽度N的限值，该限值需根据测试数据的仿真结果合理设置。

7、双电机系统功率序列的预测；

根据双电机预测时域的扭矩预测序列和转速预测序列，利用电机功率计算公式求出双电机预测时域的功率预测序列，对应的矩阵运算过程如下式，其中前/后驱动电机的转速预测序列用对角稀疏矩阵表示：

分别表示t₁时刻～t_N时刻前电机功率的预测值；分别表示t₁时刻～t_N时刻后电机功率的预测值；分别表示t₁时刻～t_N时刻前电机转速的预测值；分别表示t₁时刻～t_N时刻后电机转速的预测值；分别表示t₁时刻～t_N时刻前电机扭矩的预测值；分别表示t₁时刻～t_N时刻后电机扭矩的预测值。

需要说明的是，上述公式的计算方式仅是示例性的，本领域技术人员也可以根据实际情况自行设定其他计算公式。例如，本领域技术人员还可以在上述计算公式中加入一些修正系数、权重系数等。这种具体计算方式的改变并不偏离本发明的基本原理，属于本发明的保护范围。

本公开实施例的双电机功率预测方法，通过获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和所述第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩；基于第一扭矩和所述第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个所述第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速；采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速；根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个所述第三时刻的第二目标功率。由此，在第一时刻为当前时刻时，可基于获取的前驱动电机的当前时刻的实时扭矩和未来时刻的实时变化的目标扭矩，对前驱动电机当前时刻之后的未来时刻的转速进行预测，得到前驱动电机未来时刻对应的实时变化的目标转速，通过对前驱动电机未来时刻的实时变化的目标转速进行转换，得到后驱动电机未来时刻的实时变化的目标转速，分别根据前驱动电机和后驱动电机未来时刻的实时变化的目标扭矩和目标转速，对未来时刻进行功率预测，得到实时变化的目标功率，可避免车辆行驶过程中实时变化的外部因素和内部因素所导致的相关技术中功率预测不准确的问题，提高了功率预测的准确性，从而，根据多个第三时刻的第一目标功率和第二目标功率提前对双电机进行控制，可避免电池过充或者过放的问题，消除电池热失控隐患，进一步保障了车辆的安全性。

为了实现上述实施例，本公开提出一种双电机功率预测装置。

图9为根据本公开一个实施例所提供的双电机功率预测装置的结构示意图。

如图9所示，该双电机功率预测装置900包括：获取模块910、预测模块920、转换模块930和确定模块940。

其中，获取模块910，用于获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩；预测模块920，用于基于所述第一扭矩和所述第三扭矩，对所述前驱动电机的转速进行预测，得到所述前驱动电机在多个所述第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个所述第二扭矩和多个所述第四扭矩，对所述前驱动电机的转速进行预测，得到所述前驱动电机在多个所述第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速；转换模块930，用于采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速；确定模块940，用于根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，预测模块920，用于获取转速预测模型，其中，转速预测模型用于指示前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和转速与任一时刻的下一相邻时刻的转速之间的映射关系，合力扭矩用于表征在任一时刻前驱动电机的扭矩和后驱动电机的扭矩之和与负载扭矩之间的差值；采用转速预测模型，基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并基于多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，预测模块920，还用于确定双电机在第一时刻的第一负载扭矩和在多个第三时刻的第二负载扭矩；根据第一扭矩、第三扭矩和第一负载扭矩，确定第一时刻的第一合力扭矩；将第一合力扭矩和前驱动电机在第一时刻的第一转速，输入至转速预测模型中，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速；针对多个第三时刻中的非首个第三时刻，根据非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第二扭矩、第四扭矩和第二负载扭矩，确定非首个第三时刻的前一第三时刻的第二合力扭矩；将非首个第三时刻的前一第三时刻对应的第一目标转速和第二合力扭矩，输入至转速预测模型，得到转速预测模型输出的前驱动电机在非首个第三时刻的第一目标转速。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，预测模块920，还用于获取前驱动电机的第一设定滑移率和后驱动电机的第二设定滑移率；确定第一设定滑移率小于第二设定滑移率，基于目标车辆的设定的多个行驶阻力系数和第一时刻以及多个第三时刻的行驶速度，对目标车辆的轮边阻力进行预测，以得到目标车辆在第一时刻以及多个第三时刻的轮边阻力；其中，第一时刻的行驶速度是根据第一时刻的第一转速确定的，任一第三时刻的行驶速度是根据任一第三时刻的第一目标转速确定的；根据第一时刻以及多个第三时刻的轮边阻力、目标车辆的车轮滚动半径和设定的前驱电机速比，确定第一负载扭矩和多个第二负载扭矩。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，预测模块920，还用于根据第一扭矩和第三扭矩的扭矩和值，确定第一扭矩和值；根据第一扭矩和值与第一负载扭矩的扭矩差值，确定第一合力扭矩。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，预测模块920，还用于将设定的电机等效旋转阻尼系数和前驱动电机在任一时刻的转速之间的乘积，作为第一系数；将前驱动电机在任一时刻的合力扭矩和第一系数之间的差值，作为第二系数；在任一时刻和任一时刻的下一相邻时刻之间的时间区间内，对第二系数进行积分计算，得到第三系数；根据第三系数与设定的电机等效转动惯量之间的比值，构建用于预测前驱动电机在任一时刻的下一相邻时刻的转速的转速预测模型。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，转速预测模型采用以下公式表示：其中，t_i是任一时刻，t_i+1是t_i的下一相邻时刻，是t_i+1时刻前驱动电机转速的预测值，是t_i时刻前驱动电机对应的合力扭矩，是t_i时刻前驱动电机的转速，J_equ是电机等效转动惯量，D_equ是电机等效旋转阻尼系数，是第一系数，是第二系数，是第三系数。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，双电机功率预测装置900还包括：更新模块和控制模块。

其中，更新模块，用于根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率和后驱动电机在多个第三时刻的第二目标功率，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次更新；控制模块，用于在第一时刻，根据最后一次更新得到的第一扭矩，对前驱动电机进行控制，并根据最后一次更新得到的第三扭矩，对后驱动电机进行控制。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，更新模块，还用于根据多个第三时刻中最后一个第三时刻的第一目标功率和第二目标功率，确定第三目标功率；在第三目标功率大于设定的第一功率阈值的情况下，根据第三目标功率与第一功率阈值之间的第一功率差值，降低第一功率阈值，得到第二功率阈值；根据第二功率阈值，对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次降低，以使根据降低得到的第一扭矩确定的第一目标功率和降低得到的第三扭矩确定的第二目标功率得到的第四目标功率小于第二功率阈值，且与第二功率阈值之间的功率差值小于功率差异阈值。

作为本公开实施例的一种可能的实现方式，更新模块，还用于在所述第三目标功率小于第一功率阈值且第三目标功率与所述第一功率阈值之间的第二功率差值大于功率差值阈值的情况下，根据第二功率差值，增大第一功率阈值，得到第三功率阈值；对第一扭矩和第三扭矩进行至少一次增大，以使根据增大得到的第一扭矩确定的第一目标功率和增大得到的第三扭矩确定的第二目标功率得到的第五目标功率小于第三功率阈值，且与第三功率阈值之间的功率差值小于功率差异阈值。

本公开实施例的双电机功率预测装置，通过获取前驱动电机在第一时刻的第一扭矩和第一时刻之后的多个第三时刻的第二扭矩，以及后驱动电机在第一时刻的第三扭矩和所述第一时刻之后的多个第三时刻的第四扭矩；基于第一扭矩和第三扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的首个第三时刻的第一目标转速，并根据多个第二扭矩和多个第四扭矩，对前驱动电机的转速进行预测，得到前驱动电机在多个第三时刻中的非首个第三时刻的第一目标转速；采用预设的转速转换系数，对前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速进行转换，以得到后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速；根据前驱动电机在多个第三时刻的第一目标转速和第二扭矩，确定前驱动电机在多个第三时刻的第一目标功率，并根据后驱动电机在多个第三时刻的第二目标转速和第四扭矩，确定后驱动电机在多个所述第三时刻的第二目标功率。由此，在第一时刻为当前时刻时，可基于获取的前驱动电机的当前时刻的实时扭矩和未来时刻的实时变化的目标扭矩，对前驱动电机当前时刻之后的未来时刻的转速进行预测，得到前驱动电机未来时刻对应的实时变化的目标转速，通过对前驱动电机未来时刻的实时变化的目标转速进行转换，得到后驱动电机未来时刻的实时变化的目标转速，分别根据前驱动电机和后驱动电机未来时刻的实时变化的目标扭矩和目标转速，对未来时刻进行功率预测，得到实时变化的目标功率，可避免车辆行驶过程中实时变化的外部因素和内部因素所导致的相关技术中功率预测不准确的问题，提高了功率预测的准确性，从而，根据未来时刻的第一目标功率和第二目标功率提前对双电机进行控制，可避免电池过充或者过放的问题，消除电池热失控隐患，进一步保障了车辆的安全性。

需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述实施例所述的双电机功率预测方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种车辆，包括上述实施例所述的电子设备。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现上述实施例所述的双电机功率预测方法。

为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的双电机功率预测方法。

图10为根据本公开一个实施例所提供的一种电子设备的结构框图。图10示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，电子设备1000包括处理器1001，其可以根据存储在只读存储器(ROM，Read Only Memory)1002中的程序或者从存储器1006加载到随机访问存储器(RAM，RandomAccess Memory)1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还存储有电子设备1000操作所需的各种程序和数据。处理器1001、ROM 1002以及RAM1003通过总线1004彼此相连。输入/输出(I/O，Input/Output)接口1005也连接至总线1004。

以下部件连接至I/O接口1005：包括硬盘等的存储器1006；以及包括诸如LAN(局域网，Local Area Network)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1007，通信部分1007经由诸如因特网的网络执行通信处理；驱动器1008也根据需要连接至I/O接口1005。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1007从网络上被下载和安装。在该计算机程序被处理器1001执行时，执行本公开的方法中限定的上述功能。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的存储介质，例如包括指令的存储器1006，上述指令可由电子设备1000的处理器1001执行以完成上述方法。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。