[發明專利]一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法

有效

• 申請號: 201710815905.8
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN107565864B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王子輝;張震宇
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

1.一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，通過輪轂電機電磁減震裝置進行控制，所述輪轂電機電磁減震裝置包括輪轂電機、信號采集電路、核心控制單元和驅動電路，所述輪轂電機具有內定子，所述內定子上設有補償繞組，所述驅動電路具有驅動橋臂，所述驅動橋臂與補償繞組電連接，所述信號采集電路和驅動電路分別與核心控制單元相連，消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法包括以下步驟：

步驟S1，電信號采集：信號采集電路采集輪轂電機的實時電壓、電流以及補償繞組的實時電流并將采集到的電信號發送至核心控制單元，核心控制單元根據電信號計算得到輪轂電機的磁場磁鏈信號；

步驟S2，FFT分析：使用FFT快速傅里葉變換法對電機磁鏈進行分析，按頻率抽取磁場波形中與汽車車輪轉速有關的頻率成分，并對其幅值進行標定；

步驟S3，雙閉環控制：包括外閉環控制和內閉環控制，外閉環控制為核心控制單元以零幅值作為輸入量以步驟S2中標定的幅值作為外閉環控制信號計算出補償繞組的補償電流期望值，內閉環控制為核心控制單元以補償電流期望值作為輸入量以信號采集電路采集的補償繞組的實時電流為內閉環控制信號輸出PWM驅動信號給驅動橋臂，對補償繞組的補償電流進行閉環控制；

步驟S4，磁場補償與振動消除：補償繞組獲得補償電流后激發出補償磁場，補償磁場與輪轂電機的畸變磁場疊加實現畸變磁場的補償；

其中，所述驅動橋臂采用IGBT或MOSFET作為開關器件，核心控制單元采用單片機或DSP芯片構成的微處理器。

2.根據權利要求1所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述步驟S1中核心控制單元計算得到輪轂電機的磁場磁鏈信號的計算公式為：ψ＝∫(u-R_si)·dt，其中，ψ為輪轂電機磁鏈，u為輪轂電機繞組端電壓，i為輪轂電機繞組線電流，Rs為輪轂電機繞組相電阻。

3.根據權利要求2所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述步驟S3的雙閉環控制為雙PID閉環控制，所述核心控制單元將零幅值與步驟S2中標定的幅值進行差分運算后通過PI調節器輸出補償繞組的補償電流期望值，對補償繞組的補償電流期望值進行閉環控制；核心控制單元再將補償繞組的補償電流期望值與補償繞組的實時電流進行差分運算后通過帶限幅功能的PI調節器輸出驅動橋臂所需的PWM占空比信號，對補償繞組的補償電流進行閉環控制。

4.根據權利要求1所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述補償繞組為兩組相互并聯且匝數相同的單相線圈，所述內定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯在垂直方向上設有兩組定子槽，每組定子槽中嵌套一組單相線圈，兩組單相線圈同向設置。

5.根據權利要求1所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述信號采集電路包括采集輪轂電機電壓的電壓傳感器、采集輪轂電機電流和補償繞組電流的電流傳感器以及調理電路，所述調理電路將電壓傳感器和電流傳感器的采集信號經過調理后輸出至核心控制單元。

6.根據權利要求1所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述驅動電路具有三相橋臂，所述輪轂電機具有三相進線端，所述三相橋臂對應連接輪轂電機的三相進線端，所述核心控制單元連接三相橋臂輸出三路PWM驅動信號控制輪轂電機的轉速和扭矩。

7.根據權利要求1～6任意一項所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述輪轂電機電磁減震裝置還包括車載電源，所述車載電源包括蓄電池組和電源變換器，所述蓄電池組通過直流母線連接驅動電路輸出高壓直流電，所述電源變換器連接驅動電路的直流母線將高壓直流電轉換為低壓直流電，電源變換器的輸出端連接信號采集電路、核心控制單元和驅動電路。

8.根據權利要求1所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述輪轂電機還包括外轉子、軸承、電機軸和端蓋，所述端蓋與外轉子固定連接，所述內定子與電機軸固定連接，所述端蓋上設有軸承，所述電機軸與軸承配合連接。

9.根據權利要求1所述的一種電動汽車消除輪轂電機電磁扭矩脈動的方法，其特征在于，所述信號采集電路、核心控制單元和驅動電路集成為一體形成電機控制器。