[發明專利]自尋優車載永磁同步電機標定方法及系統

有效

• 申請號: 202010399207.6
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111628690B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 尹國慧;曹敏;李松;王洪濤;朱體剛
• 申請（專利權）人: 東風汽車集團有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P23/14;G01M17/007
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻;劉琳

本發明公開了一種自尋優車載永磁同步電機標定方法及系統，所述方法是根據待標定電機的目標外特性曲線，對每一個轉速下每一個扭矩點通過自動尋優獲得最大轉矩電流比的電流指令(I_d,I_q)和目標轉矩Te_r，將所述電流指令(I_d,I_q)自動輸入至設置于待標定電機的控制器中的電機系統中，由電機系統閉環控制得到反饋扭矩Te_f，直至每一個扭矩點的反饋扭矩Te_f符合目標外特性曲線的標定過程。本發明基于DownHill Simplex尋優算法實現，對于電流閉環控制系統的扭矩標定過程中能夠有效的克服手工標定中的人為讀數誤差，還能減小溫度變化對于標定的影響，自尋優算法比基于擬合的方法對于標定結果有著更高的精確度。

技術領域

本發明涉及電動汽車臺架測試技術領域，具體地指一種自尋優車載永磁同步電機標定方法及系統。

背景技術

全球能源與環境的嚴峻形勢、特別是國際金融危機對汽車產業的巨大沖擊，推動世界各國加快交通能源戰略轉型，以混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車為代表的新能源汽車成為未來汽車發展的重要方向。

由于電動汽車在當前卻面臨著續駛里程短、電池價格貴、基礎設施不完善等困難，需要相當一段時間的努力才可能逐步解決；而新能源汽車在現階段具備更好的產業化條件，新能源動力汽車對我國汽車產業發展具有十分重要意義。

目前，大多數廠家在電機臺架標定的過程中都采用人工標定的方法，即在不同的工況(不同需求轉矩T和電機轉速η)下，通過設置該扭矩點的初始電流指令(I_d,I_q)，然后人工觀察臺架的實測扭矩，電流值與電機效率，做出判斷，持續手工調整電流指令，去得到標定點的最佳扭矩指令(I_d,I_q)的數值來匹配到最佳轉矩，從而得到需要的Id和Iq的目標值。此種方法在人工處理過程中會產生讀數誤差；會導致電機溫度變化范圍較大，影響磁鏈大小，進而影響標定精度；更重要的是，會占用寶貴的工程師資源，花費較長的時間進行標定和數據處理，從而限制了電機臺架標定的精度和標定工作效率的提高。手動標定的標定周期長，在臺架開發試驗中需要掃描大量的工況點，每個工況點的電壓、電流、有需要保持在限定的邊界范圍內，試驗工程師和標定工程師的時間被消耗在大量重復性工作上面。手動標定的工作量大，扭矩精度要求越高，標定扭矩點分度越細，標定工作量呈幾何級數增加；測試結果后期還需要人為編輯標定數據和測試報告，且無法保證報告的質量。人工標定嚴重依賴標定工程師的經驗，難以提高實車扭矩精度，手工錯誤導致時間的無效使用，導致測試計劃出現一再延遲。長期占用臺架資源。

在現有技術中，一篇中國專利文獻(公開號CN106452266B)公開了一種車載電機自動標定方法及裝置，該發明的技術方案主要是根據直交軸電流與扭矩的輸出計算得到扭矩常數，再根據扭矩常數去進行曲線擬合，得到扭矩-直軸電流的最佳曲線，但是實際永磁同步電機，只有部分是線性區域，雖然該專利中說明了通過增加采樣點來提高標定的精度，但對于實際溫度和非線性區域對于電機標定的影響問題無法解決；另一篇中國專利文獻(公開號CN109818543A)公開了一種電機自動標定方法、裝置及控制器。該發明的技術方案主要是通過直交軸電流和直交軸電壓以及電機轉矩的關系進行數據處理之后獲得不同轉速下的給定轉矩與直交軸電流的對應關系，當然也有過溫檢測功能，但是對于具體的如何進行數據處理并沒有進行詳細的說明，還要缺少對于電流保護以及自動升降轉速等功能；還有一篇中國專利文獻(公開號CN108226774A)公開了電動汽車用永磁同步電機的自動標定系統及方法。該專利主要是用工控機自動測量滿足電機控制器的極限電壓和電流的所有電流命令值，并且記錄各個命令值下的定子電壓磁通扭矩以及溫度等參數，通過插值擬合的方式找到電機控制的最優電流命令值，雖然是通過實際測量數據進行標定，但是由于只是通過極限值去擬合其他點的最優電流命令值，這里面涉及的運算復雜，依然是基于一種預測，在實際標定中可能會存在一定的偏差。

發明內容