[發明專利]一種電動車輛驅動/牽引集成控制結構與運動控制方法

無效

• 申請號: 201010286904.7
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN101964625A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 徐國卿;宋瀾;劉海威;王晶晶
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;B60L15/20
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明涉及電動車輛(包括電動汽車和軌道電力牽引車輛)的相關技術領域，特別是車用永磁同步電機驅動的新驅動力和牽引力的集成控制結構和方法。

背景技術

汽車的牽引力控制系統(TCS)是動力學控制的重要內容，特別是在低粘著系數路面(如冰面)或加速階段，通過對車輛滑移率的控制，可以保證汽車行駛穩定性和安全性。

有TCS/ABS系統的傳統內燃機驅動的車輛，其運動控制通常是在轉矩控制的基礎上，由TCS/ABS系統檢測車輪是否發生滑移，如果發生滑移或有滑移的趨勢則限制發動機輸出轉矩，進而實現車輪不打滑的目標。

電動汽車的滑移率控制，目前均沿用傳統汽車的牽引控制方法，牽引控制系統根據車輛運動過程中檢測或計算的滑移率，根據設定的滑移率對電機轉矩進行閉環控制，因此目前電動汽車的牽引控制系統通過滑移率和轉矩兩個閉環來控制，滑移率控制的響應時間取決與車輛的慣性。

電機驅動的電動車輛，具有輸出轉矩可控、響應時間短(小于10ms)、成本低等特性。有關文獻對直流電機和交流電機驅動的電動車輛的運動控制進行了研究，一般通過滑移率調節器得出的轉矩限制值與轉矩給定值進行取小操作，并作為最終的轉矩給定，轉矩取小值通過外環實現，能滿足一般運動控制的要求，對于復雜路況和安全要求較高的場合，這種控制結構動態響應較慢，難以滿足要求。

永磁同步電機(PMSM)具有體積小、效率高、可靠性好以及對環境的適應性強等諸多優點，其直接轉矩控制更是具有響應快速、結構簡單的優點，因此PMSM是無污染、能源多樣化配置的電動汽車驅動系統和輔助動力的理想選擇。然而更高的車輛運動穩定性和安全性要求需要更高性能的永磁同步電機控制結構。

車輛滑移率的計算方法目前主要有兩類，一類是滑移率的定義式(a)，通過車輪線速度和車速來求取，或者用從動輪速度代替車速、用主動輪速度代替車輪線速度來求取當前滑移率。

λ=Vω-VVω]]>或λ=Vw-VdVw---(a)]]>

另一類是通過電機電流、電壓等參數來實時求取當前滑移率。相關日本文獻已經研究得出電機滑移率狀態方程如(b)所示。