[發明專利]一種瞬時提升電機峰值功率的方法

在審

• 申請號: 202110100666.4
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN114793076A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 唐琳;趙立成;謝亮;袁永彬
• 申請（專利權）人: 蕪湖伯特利汽車安全系統股份有限公司
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 楊靜

本發明提供一種瞬時提升電機峰值功率的方法，通過泵升電壓的方式，在不改變峰值相電流的情況下，降低直軸電流（id），增大交軸電流（iq），拓寬了電機的工作特性曲線，實現瞬時電機峰值功率的提升，從而提高系統的響應速度，降低系統的響應時間。通過控制方法的調節，電機可按常規工況的功率去設計，從而縮小了電機的體積，減輕了電機的重量，達到降本增效的目標。

技術領域

本發明涉及汽車底盤領域，尤其涉及一種瞬時提升電機峰值功率的方法。

背景技術

隨著汽車智能化和電動汽車的逐步普及，對底盤系統的智能化要求越來越高。底盤系統所需電機，具有一個共同的特點：常規工況下需求的電機輸出功率比較小，常規工況在整個工作周期中所占比例非常的高；一些占比非常小的特殊工況，需要電機的瞬時輸出功率大，電機的響應速度要快，工作時間特別的短。這些特殊工況，所需電機的輸出功率往往需要達到常規工況的1.3～2倍左右。

在底盤系統的設計時，需要滿足常規工況，也需要滿足極少數的特殊工況。因此，電機輸出需按特殊工況去設計。當底盤系統處于常規的工況時，存在大馬拉小車的情況，對系統成本是一種浪費。

現有的底盤系統在進行系統設計時，按占比非常小的特殊工況所需的電機峰值功率進行電機的磁路設計，這樣的設計方案，可以同時滿足特殊工況和常規工況的需求。

現有技術方案主要的缺點是：特殊工況在整個產品生命周期內占比非常的少，在特殊工況時，電機既有力的輸出要求又有速度的要求。常規的設計是采用弱磁控制，通過調節直軸電流（id）來弱磁，調節交軸電流（iq）來調節輸出力矩。受系統相電流的限制，這種調節是有限的。因此，電機的設計只能按滿足特殊工況去作為峰值功率點設計。但在常規工況時，電機大部份時間工作在小負載，極少的比例工作在中負載，因此大部份的時間電機處于大馬拉小車的狀態。現有設計方案不論重量還是成本方面都是一種浪費。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種瞬時提升電機峰值功率的方法，常規狀態下，電機工作在車身電源電壓下，當特殊工況時，整個電機供電電壓由硬件電路實現泵升，電壓提高后，在相電流不變的前提下，在電機的弱磁區域，同樣的速度下id電流需求將變小，在總的峰值電流不變的前題下，可以增大用于產生力矩的iq電流，從而增大了電機的輸出力矩，改變了電機的工作特性曲線，使工作特性區域變得更寬。通過這種調節工作電壓的方式，將電機的工作區域劃分為兩個工作區：車身電源電壓工作區，特殊工況下的泵升電壓工作區。在進行電機設計時，整個電機方案按常規工況去設計，特殊工況時，通過電壓提升，使電機工作在泵升電壓工作區，瞬時提升電機峰值輸出功率，從而實現快速響應的目的；當特殊工況目標達成后，可以切換回車身電源電壓工作區。

本發明的目的是提供一種瞬時提升電機峰值功率的方法，電機工作于兩種電壓工作區，包括車身電源電壓工作區，泵升電壓工作區；電機處于泵升電壓工作區時，通過調節母線電壓，減小電機直軸電流（id），增大交軸電流（iq），提升力矩的輸出能力，瞬時提升電機的峰值功率，達到提升電機響應速度的目的。

進一步改進在于：常規工況下，電機工作在車身電源電壓工作區域；

進一步改進在于：特殊工況下，通過硬件泵升電壓提升電機的供電，瞬時改變電機工作特性曲線的工作區域，當特殊工況完成后，切換回車身電源電壓工作區。

進一步改進在于：按常規工況設計較小功率的電機，在特殊工況下現有的輸出功率不足，通過瞬時提升供電電壓，使電機工作在泵升電壓工作區，拓寬電機的工作特性曲線來滿足系統的需求。

本發明的有益效果：

1.提升系統響應時間：

通過泵升電壓的方式，在不改變峰值相電流的情況下，降低直軸電流（id）的需求，增大交軸電流（iq）的調節能力，拓寬了電機的工作特性曲線，實現瞬時電機峰值功率的提升，從而提高系統的響應速度，降低系統的響應時間。

2.降本增效：